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UNIVERSIDAD·NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA
DISEÑO DE UNA RED TRIPLE PLAY PARA LIMA
(CATV, TELEFONÍA E INTERNET)
INFORME DE SUFICIENCIA
PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE:
INGENIERO ELECTRÓNICO
PRESENTADO POR:
LUÍS AQUILINO PAREDES TORRES
PROMOCIÓN 2005-1
LIMA-PERÚ 2009
DISEÑO DE UNA RED TRIPLE PLAY PARA LIMA
(CA TV, TELEFONÍA E INTERNET)
El presente Informe lo dedico a mis Padres
Teófilo y Yolanda
por su motivación constante y su apoyo incondicional
a lo largo de mi carrera profesional.
A mi hermana Lilian
por sus palabras de aliento
para el logro de mis objetivos profesionales
SUMARIO
En el presente trabajo se describe el diseño de una red triple play que puede
emplearse para Lima Metropolitana. Triple Play quiere decir, que por una misma red de
acceso se va a brindar tres servicios de telecomunicaciones: telefonía, Internet y cable.
La red triple play se diseña y desarrolla sobre la tecnología Hibrida de Fibra y
Coaxial denominada HFC La red HFC recién esta siendo implementada en el Perú, así
cómo en los países de Sudamérica, lo que significa un gran adelanto tecnológico en el
desarrollo de las telecomunicaciones en nuestro país
El desarrollo tecnológico de la Red Triple Play, consiguió integrar y hacer
converger la telefonía, el Internet y el CATV (TV por cable), mediante los protocolos de
comunicación de las redes IP (protocolo de Internet) y otros protocolos auxiliares.
Con la digitalización de los medios antes mencionados, se ha conseguido
transmitir las señales por un mismo canal. La digitalización se refiere a que la Voz,
Internet y CA TV son convertidos en paquetes que pueden ser fácilmente identificados por
los equipos de transmisión y recepción (modems), en los cuales cada paquete cuenta con
la prioridad y la calidad de servicio de transmisión que la señal requiere, evitando la
pérdida parcial o total del mismo.
Debido al crecimiento tecnológico en nuestro país, se busca cada vez nuevas
tecnologías para brindar un mejor servicio al usuario final con nuevas promociones y a
bajo costo; esto conlleva a converger los tres servicios telefonía, Internet y CA TV a través
de un mismo medio de transmisión
ÍNDICE
INTRODUCCIÓN ............................................................................................................... 1
CAPÍTULO 1
PLANTEAMIENTO DE INGENIERÍA DEL PROBLEMA ................................................... 3
1. 1. Descripción del problema ....................................................................................... 3
1.2. Objetivos del trabajo ............................................................................................... 3
1.3. Evaluación del problema ........................................................................................ 3
1.3.1 lnternet ................................................................................................................... 4
1.3.2 Cable ...................................................................................................................... 4
1.3.3 Telefonía ................................................................................................................ 4
1.4 Alcance del trabajo ................................................................................................. 5
1.5 Síntesis del trabajo ................................................................................................. 5
CAPÍTULO 11
MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL .................................................................................. 8
2.1 Antecedentes ......................................................................................................... 8
2.2 Red Triple Play ....................................................................................................... 9
2.3 El paso de analógico a digital.. ............................................................................... 9
2.4 HFC (Hibrid Fiber Coaxial) ................................................................................... 1 O
2.5 Headend o Cabecera (procesamiento de la señal) ............................................... 11
2.5.1 Etapa de recepción .............................................................................................. 12
2.5.2 Procesamiento de la señal ................................................................................... 14
2.5.3 CableLabs ........................................................................................................... 20
2.5.4 DOCSIS (Data Over Cable Service Interface Specification) ................................. 20
2.5.5 Telefonía en la red HFC ....................................................................................... 20
2.6 La red troncal (Transporte) ................................................................................... 30
2.6.1 Arquitectura de transporte .................................................................................... 31
2.6.2 Hubs ..................................................................................................................... 33
2. 7 La red de distribución ........................................................................................... 35
2.7.1 Elementos activos ........................................................ : ....................................... 36
2.7.2 Elementos activos ................................................................................................ 40
2.7.3 Red de abonado ................................................................................................... 44
CAPÍTULO 111
VII
INGENIERÍA DEL PROYECTO ....................................................................................... 46
3.1 Diseño de la cabecera .......................................................................................... 46
3.1.1 Diseño de la etapa de recepción .......................................................................... 46
3.1.2 Interconexión de la cabecera ................................................................................ 47
3.1.3 Diseño de la antena satelital ................................................................................ 48
3.1.4 Canales HD .......................................................................................................... 50
3.1.5 Diseño de la recepción de canales locales ........................................................... 50
3.2 Interconexión de equipos de la cabecera ............................................................. 50
3.2.1 Encoders .............................................................................................................. 51
3.2.2 Multiplexor ............................................................................................................ 51
3.2.3 Frecuencias de la red HFC ................................................................................... 52
3.2.4 Sistema de control de acceso ............................................................................... 52
3.2.5 DAC (Controlador de Acceso Digital) ................................................................... 52
3.3 Diseño de la red troncal (Transporte) ................................................................... 54
3.4 Implementación en el hub .................................................................................... 55
3.4.1 Modulador SEM (Smart Stream Encryptor/Modulator) .......................................... 55
3.4.2 Servidor remoto de video RADD6000 ................................................................... 56
3.4.3 Emisor de señales de video OM-2000 .................................................................. 56
3.4.4 Demodulador de retorno (ARPO) ......................................................................... 56
3.4.5 Transmisores y Receptores Ópticos ..................................................................... 57
3.5 Diseño de la puerta de enlace de RF (CMTS) ...................................................... 59
3.5.1 Tráfico de bajada (Oownstream OS) ..................................................................... 60
3.5.2 Tráfico de subida (Upstream US) ......................................................................... 60
3.5.3 Conectividad ........................................................................................................ 60
3.5.4 Interfaces Gigabit ................................................................................................. 62
3.5.5 Direccionamiento .................................................................................................. 62
3.5.6 Calidad de servicio (QoS) ..................................................................................... 62
3.6 Diseño del enrutador de llamadas ........................................................................ 62
3.6.1 Enrutador de llamadas SAFARI C3 ...................................................................... 63
3.6.2 Interconexión ........................................................................................................ 64
3.7 Diseño de la red de distribución ........................................................................... 64
3.7.1 Empalme de la línea principal de fibra óptica ....................................................... 64
3.7.2 Ubicación del nodo ............................................................................................... 65
3.7.3 Software de ingeniería del diseño ........................................................................ 66
3.8 Marco legal. .......................................................................................................... 66
CAPÍTULO IV
VIII
ANÁLISIS Y PRESENTACIÓN DE RESULTADOS ........................................................ 67
4. 1 Estimación de costos ........................................................................................... 67
4.2 Cronograma ......................................................................................................... 69
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................................................... 70
ANEXO A
CANALES A RECEPCIONAR ......................................................................................... 72
ANEXO B
GLOSARIO DE TÉRMINOS ............................................................................................ 77
BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................... 83
INTRODUCCIÓN
La necesidad del público en general de recibir mejores servicios de
telecomunicaciones que incluyen mas velocidad de datos en Internet, mejor calidad de
video y nuevas promociones en telefonía, conlleva a los proveedores a buscar nuevas
tecnologías que puedan suplir las necesidades de los clientes y que esté acorde con las
condiciones económicas que pueden pagar, por dicha prestación de servicios.
El reto de los proveedores en estos últimos tiempos era el de converger los tres
servicios, telefonía, Internet y cable a través de un mismo medio, de tal manera que el
proveedor ya no tendría la necesidad de realizar gastos de cableado para cada uno de
estos servicios. Una de la tecnologías que cumple con estos requerimientos, con gran
velocidad, que ya están aplicando en países desarrollados es hacer llegar fibra óptica
hasta el domicilio de los usuarios, pero el costo de este servicio impediría su llegada al
público en general en nuestro país, sólo ciertas personas e instituciones con un alto
ingreso económico, lo emplean en nuestro medio.
Debido a estas limitaciones económicas se eligió la tecnología HFC (Hybrid Fiber
Coaxial), fibra hasta el nodo, y del nodo al usuario final cable coaxial, que hoy en día las
empresas de telecomunicaciones lo están empleando en toda Sudamérica
Lo más importante de la implementación HFC (Hybrid Fyber-Coaxial) es el cambio
del cableado coaxial por fibra óptica, que permite brindar mejor servicio a largas
distancias. El presente informe hará énfasis en el tramo coaxial.
La tecnología HFC es una red de acceso para telefonía, televisión por cable e
Internet, pues ofrece mayores y mejores servicios, ya que brinda mejor ancho de banda y
también permite entregar servicios de forma completa a través de un único medio de
acceso.
Existe en el medio diversas tecnologías tales como el ADSL (línea de suscripción
digital asimétrica), para servicio de Internet y telefonía, la tecnología de cable coaxial para
servicio de cable e Internet, la tecnología de señal satelital para servicio sólo de cable
establecido en nuestro medio por diversos proveedores.
Desde el 2008 se está implementando esta nueva tecnología en America del Sur y
en México, como una nueva opción para los proveedores de servicios, que no sólo es
brindar Internet, telefonía y cable, sino que les permite brindar servicios adicionales como
VOD (Video bajo Demanda), PPV (Pago por ver), etc.
2
La red HFC es una tecnología sólida y esta en continuo crecimiento, desarrollando
nuevas capacidades, mayores capacidades de acceso y que hace que este
completamente integrada; hoy en día diferentes proveedores brindan servicios de Triple
Play (Cable, telefonía e Internet) en el futuro se piensa integrar la telefonía móvil, esto se
denominaría Cuádruple Play.
Triple Play es una red de fibra óptica y cable coaxial, la interrogante es ¿por qué
que no se construye todo con fibra óptica ya que brinda un mejor ancho de banda, más
inmune a los ruidos y menor atenuación con respecto al cable coaxial?, la razón es
simple: las instalaciones de fibras son caras en los puntos finales que con el coaxial, las
fuentes ópticas y receptores que envían y reciben las señales en la red fibra óptica
aumentan enormemente los costos Si bien es cierto que la fibra puede ser
económicamente efectiva para largas comunicaciones punto a punto, el coaxial es más
barato cuando hay muchos ramales y conexiones en la red, es por ese motivo que la red
de acceso al cliente se construye con cable coaxial.
El presente informe es desarrollado gracias a la experiencia adquirida durante el
primer año laborando en la empresa Telmex, principal empresa que proporciona este
servicio.
El presente trabajo está dividido en cuatro capítulos. En el primer capítulo
"Planteamiento de Ingeniería del Problema" se describe el problema de, se exponen los
objetivos, se evalúa el problema, se exponen los alcances del trabajo y se hace una
síntesis del mismo. En el segundo capítulo "Marco Teórico Conceptual" se exponen las
bases teóricas del sistema, en el tercer capítulo "Ingeniería del Proyecto" se explican los
pasos a seguir para el diseño e implementación de la solución propuesta, en el cuarto
capitulo "Análisis y presentación de resultados" se describe el presupuesto y el tiempo de
ejecución del proyecto.
Por último, se presentan las conclusiones obtenidas durante el diseño, desarrollo
y realización de la solución. Complementariamente se hacen algunas recomendaciones
que deben tenerse en cuenta para futuros implementaciones.
Agradezco a la empresa Telmex por brindarme las facilidades y la autorización
para poder concretar en el presente informe de suficiencia mi conocimiento y experiencia.
CAPÍTULO 1
PLANTEAMIENTO DE INGENIERÍA DEL PROBLEMA
En este capítulo se describe el problema, se expone los objetivos del trabajo, se
evalúa el problema, se explican los alcances del informe y se hace una síntesis del
mismo
1.1 Descripción del Problema
El problema de ingeniería son los excesivos costos y la limitada cobertura de los
servicios de lV, telefonía e Internet que son ofrecidos al público usuario por separado y
brindado haciendo uso de diferentes redes de infraestructura.
1.2 Objetivos del trabajo
Diseñar e implementar la convergencia de los tres servicios (telefonía, Internet y
cable) a través de un mismo medio de transmisión en Lima (Triple Play), ampliando de
esa manera la cobertura de los servicios y a su vez la reducción del costo para el público
usuario.
1.3 Evaluación del problema
En la actualidad hay diversas empresas que brindan servicios de Internet, cable y
telefonía en forma separada, utilizando diversas tecnologías como el ADSL que brinda
Internet y telefonía. Si el proveedor también desea brindar cable tendría que realizar su
propia infraestructura que seria un gasto adicional que la empresa tendría que realizar
para poder brindar1e el servicio a sus abonados.
Otros proveedores brindan sólo televisión por cable, o televisión satelital donde
sólo se accede a la señal de televisión pero no al servicio de Internet ni al de telefonía.
Esto se debe a que no está presente una señal de retomo, por esa razón et abonado,
para poder realizar sus compras u otros servicios, tendría que usar otro medio de
comunicación lo cual hace cada vez menos ventajosa este tipo de tecnologías. Hoy con
la era digital se están brindando servicios adicionales cómo PPV y VOD.
El objetivo, viendo el mercado de Telecomunicaciones, era buscar una tecnología
con los últimos avances que permita converger estos tres servicios a un precio
económico que esté al alcance del público en general.
En la actualidad existe la tecnología de la fibra óptica con línea dedicada hacia el
domicilio que es brindado por las Empresas Telmex y Telefónica. El costo de este
4
servicio es de 5000 a 10000 dólares americanos mensuales, lo cual no se encuentra al
alcance del publico en general y al que sólo personas o empresa con altos ingresos
económicos podrían contar con este servicio, por este hecho es necesario buscar una
tecnología que baje este costo para que el servicio sea accesible a personas o empresas
con bajos ingresos económicos.
1.3.1 Internet
Hoy en día el acceso a Internet se ha hecho algo indispensable, no solo para
buscar información, sino realizar pagos, ver cuentas de bancos, para ver noticias, ver
películas, descargar software, etc. Esto exige a las empresas prestadoras de servicios a
brindar cada vez mas ancho de banda. La tecnología ADSL no podría suplir estas
necesidades de los clientes. Lo ideal seria brindar fibra óptica con línea dedicada hacia
los usuarios, como lo hacen los países desarrollados. En la actualidad el costo para
brindar fibra óptica es excesivo para la mayoría de usuarios, por ello las empresas
prestadoras de este servicio no van implementar una infraestructura para el público en
general. Hoy éste servicio se brinda pero sólo a empresas, universidades, Bancos, etc.
que pueden realizar el pago por dicho servicio.
1.3.2 Cable
El usuario se adapta a lo moderno como tal exige cada vez mejoras en la
prestación de servicio de cable, si bien en la década pasada lo nuevo era brindar cable
analógico, el cliente podía ver no sólo los canales locales sino de otro países. De ahí se
pasó a lo digital donde no solo se podía brindar más canales sino que además se le
podía añadir una guía interactiva, servicios adicionales como PPV, VOD, etc. Cómo se
puede ver, la tecnología va cambiando y por lo cual las empresas se ven obligados a
tener una infraestructura que pueda realizar estos cambios. Hoy en día existe un
mercado competitivo. Las empresas prestadoras de cable deben satisfacer las
necesidades de sus abonados para lograr su fidelización (público que permanece fiel a la
compra de un producto o de una marca concreta, de una forma continua o periódica).
1.3.3 Telefonía
Los proveedores buscan siempre brindar nuevas promociones con el fin de que el
cliente pueda realizar mas cantidad de llamadas a un costo económico, lo cual requiere
un tráfico fluido utilizando más ancho de banda, este incremento de flujo de llamadas no
debe incrementar el costo al proveedor, para ello los proveedores deben utilizar
tecnologías que estén acordes a esto cambios para la satisfacción de los usuarios. Las
tecnologías que existen en el medio de telefonía tienen un limite al satisfacer las
necesidades del cliente, un ejemplo es la tecnología de telefonía IP que satisface las
exigencias de los usuarios, donde el costo para al proveedor es muy económico en
5
comparación con el uso de una infraestructura dedicada para la telefonía.
1.4 Alcance del trabajo
La importancia del presente informe esta en la utilización adecuada de la
tecnología para la convergencia de los tres servicios, el nivel de conocimiento y
capacitación que se requiere para lograr los objetivos que se mencionaron y las
dificultades de carácter tecnológico que esto implica.
La implementación de esta red triple play en Lima metropolitana ofrece ventajas
tales cómo la integración de servicios, la personalización y flexibilidad de las
funcionalidades de los servicios a los usuarios y la consiguiente reducción de las tarifas,
entre otras.
Las oportunidades más representativas para los proveedores al ofrecer Triple play
se basan en la posibilidad de ofrecer servicios de telefonía, Internet y TV a través de un
solo paquete a los consumidores. Asimismo, muchas de ellas podrán asociarse con
empresas móviles para ofrecer el "quad-play" que añade la integración de la movilidad al
paquete de servicio.
En el caso de las empresas de cable, los consumidores podrán encender su
televisor o PC y al mismo tiempo acceder a Internet, teléfono, video y otros servicios
avanzados, a través de la red de cable.
Ante la variedad de proveedores, el cliente podrá comprar del mismo proveedor
todos los servicios o quizá comprar el servicio de empresas diferentes, lo que dependerá
de los beneficios y del precio de comercialización.
La oferta de Triple play trae ventajas para todas las partes, en el caso de los
consumidores, a éstos se les facilitará la vida, porque un solo proveedor podrá brindarle
todas los servicios y un buen precio, lo que le significará al proveedor menores costos de
operación, de atención y de captura del cliente, entre otros.
1.5 Síntesis del trabajo
En el informe se explica cómo se elabora un diseño de la red HFC para brindar
servicio de Internet a un ancho de banda de 1, 2, 4 y 8 Mbps de telefonía para realizar
llamadas a cualquier destino, y de televisión digital que incluye servicios adicionales tales
· como PPV, VOD y otros .
. En la red HFC, el nodo óptico se ubicó en un lugar óptimo para la transmisión y
recepción. Se utilizaron amplificadores de dos, tres y cuatro salidas, acopladores
atenuadores y diferentes tipos de tap (ver sección 2. 7, elementos activos y elementos
pasivos"). El diseño de la red HFC dentro del plano delimitado es teniendo en cuenta los
niveles adecuados de bajada/recepción y subida/envío de datos ( downstream y
upstream) para un óptimo servicio.
6
El diseño establece la ubicación del cable coaxial, el nodo óptico, los
amplificadores, y taps que alimentan a los usuarios, garantizando los niveles de RF
(radiofrecuencia) correctos para brindar múltiples servicios como TV analógica, digital,
voz y datos, garantizando una alta calidad y continuidad en el servicio.
Una vez delimitado cada plano por nodo, se ubica el hub (concentrador) por
distrito y se plantea el anillo primario y el redundante, el recorrido del anillo para que
abarque todos los nodos que sale desde el hub y cierra el anillo en el mismo hub.
Se establecen los parámetros básicos de pruebas de aceptación de los enlaces
ópticos que convergen en la red HFC. Todas estas pruebas deben cumplir con las
normas y recomendaciones G.650.1, G650.2 y sus modificaciones.
De igual manera, todas las pruebas deben de ser realizadas con equipos de
medida como OTDR (Optical Time Domain Reflectometer, instrumento óptico-electrónico
usado para caracterizar una fibra óptica.) y con el certificado de calibración vigente por un
periodo no superior a un año.
La arquitectura se diseña con DOCSIS 2.0 (Data Over Cable Service Interface
Specification)
- El diseño para Downstream (OS)
o Selección de Modulación: 256 QAM, 6Mhz,
o Selección de Frecuencias (Narrowcasting): Canal 81 (567 MHz) - Canales 82, 83,
84 reservados para DOCSIS 3.0 (channel bonding).
o Definición de Potencia: Recomendado 55 dBmV + atenuador externo fijo
(instalado en el combinador) ..
- El diseño para Upstream (US)
o Selección de Modulación: 64 QAM, 6.4 MHz
o Selección de Frecuencias: Frecuencias Centrales: 36.8 / 30.4 / 24.0 / 17.6 MHz
o Definición de Potencia: Recomendado 14 dBmV a la entrada del CMTS (Cable
Modem Termination System o Sistema de Terminación de Cablemódems).
o Definición de políticas de administración del espectro.Tras cambio de frecuencia,
bajar a 16 QAM
En el diseño de cabecera para video se debe tener en consideración el tipo de
antena que se va a utilizar para la recepción de canales locales y de otros proveedores
internacionales, elegir el tipo de receptor a utilizar y configurar los parámetros adecuados
para la recepción de los canales en banda base.
Se debe elegir el tipo de codificador a utilizar y sus respectivos parámetros de
configuración. También se deben elegir los moduladores y multiplexores considerando
que la modulación es de 256 QAM. La Figura 1.1 se muestra el esquema de la red HFC,
'
i.·,
·�
7
HEADEND
Splitter Receptor 1---�
Señal digital
Splitter Receptor Encoder
Señal analogica
Softswitch '---�11
1
1
1
HUB
Figura 1.1 Esquema de la red HFC
7
PLANTA EXTERNA
AMPLIFICADOR
Se va elegir que tipo y marca de cable módem se usará para nuestro diseño,
incluyendo la versión de DOCSIS y esquemas de modulación.
Los hubs están compuestos por un CMTS y por el switch router que actúa como el
PE de cada hub. Se hará énfasis en esta sección en la configuración que se aplicará a
los CMTS y los detalles de interconexión de éste con el router PE.
DOCSIS 2.0 se emplea como medio de transporte, se diseña el tipo de Sistema
de Aprovisionamiento. Los servidores proveen la configuración a los Cablemodems y
CPEs (Customer Premisas Equipment o Equipo Local del Cliente), Los servidores a usar
son DHCP (Protocolo Configuración Dinámica de Servidor), TFTP (Protocolo de
transferencia de archivos trivial), DNS(Sistema de Nombre de Dominio), ToD (Time of
Day).
Se elige un softswitch con soporte PacketCable (ver sección 2.5.5 a y b) para
asegurar la calidad del servicio en la red LAN, es necesario marcar los paquetes de voz y
señalización MGCP con un ToS (Type of Service) en el cabecera de IP. Adicional a esto,
hay que establecer políticas de prioridad en los equipos de datos, para que le den
prioridad a los paquetes que sean identificados como voz o señalización MGCP.
Nota: MGCP o Media Gateway Control Protocol, es un protocolo interno de VolP cuya arquitectura se diferencia del resto de los protocolos VolP por ser del tipo cliente.
CAPÍTULOII
MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL
En este capítulo se exponen los antecedentes y las bases teóricas involucradas
en el sistema propuesto.
2.1 Antecedentes
Para hablar de Triple play, es necesario tratar temas relacionados con telefonía
fija cable coaxial e Internet.
Las redes híbridas Fibra Coaxial, se originan en los antiguos sistemas de
televisión por cable (también llamados CAlV), que aparecieron ya en 1948 para dar
solución de cobertura a las zonas remotas o montañosas en donde la recepción era
inviable; la solución era tan sencilla como montar antenas de recepción en lo alto de las
colinas o montañas para llegar (vía cable) hasta las casas de los valles.
Los inicios se dieron en Estados Unidos en donde en 1950 este sistema ya tenia
14000 subscriptores y una década mas tarde se llegaba a los 850000 usuarios.
El cable fue ta primera tecnología en ofrecer el hoy llamado "Triple Play", en los
años 90, en EEUU, haciendo uso del enorme ancho de banda de las redes HFC (Híbrida
Fibra Coaxial). Así, se ofrecían:
- Video.- Sistema tradicional de difusión de televisión.
- Voz.-sistemas de telefonía integrada sobre portadoras de radiofrecuencia.
- Datos.- Acceso Internet: sistemas propietarios que evolucionaron sistemas
compatibles con DOCSIS1 .O
Por último, la evolución a medio plazo de la oferta "Triple Play" supone IP como
tecnología unificadora:
- Vídeo.- Aparición de servicios HDlV (High Definition Televisión) que convivirán con
los servicios de definición estándar, generalización de servicios interactivos y
crecimiento de VoD (Vídeo on Demand) y PVR.( Personal Video Recording).
- Voz.-SIP como protocolo de VotP.
- Datos.-Acceso Internet: servicios simétricos de 100Mbps con DOCSIS3.0 y servicios
de calidad de servicio dinámica con PCMM (PacketCable MultiMedia).
Las secciones siguientes se ocuparán de las bases teóricas.
2.2 Red Triple Play
9
Es un servicio que permite tener al mismo tiempo tres servicios de
telecomunicaciones de forma simultánea: Televisión (video en demanda o TV difundida
Convencional), acceso a Internet de alta velocidad y la posibilidad de hacer y recibir
llamadas sobre una sola infraestructura de acceso. Ver Tabla 2.1.
Canales de TV. Eventos exclusivos PPVNOD Premium Contenidos lnteractividad
Tabla 2.1 Servicios de Tri le Pla
ACCESO A INTERNET TELEFONÍA Banda ancha Buzón de correo Acceso de correo Paginas Web Contenidos
Llamadas locales Llamadas LDN y LDI Llamadas lp. Telefonía lp. Tripartita
La diferencia que distingue a esta nueva categorización de tecnología consiste en
que todos los servicios se transmiten a través de un único soporte físico, ya sea cable
coaxial, fibra óptica, cable de par trenzado, red eléctrica, o bien microondas.
2.3 El paso de analógico a digital
Al aplicar la tecnología digital se consiguen mayores posibilidades, tales cómo
proveer un mayor número de canales, mejor calidad de imagen o imagen en alta
definición (HDTV o High Definition TV en inglés), además de una mejor calidad de sonido
empleando sistemas como el AC3, y el Dolby Digital. Se concluye que una señal digital:
- Es mucho más robusta al ruido del sistema al incluir un ancho de banda dedicado
para la detección y corrección de errores.
- Pueden ser comprimida, usando de esta manera menos ancho de banda.
- Puede ser codificada y encriptada desde su origen, para prevenir el uso no
autorizado.
Las emisiones de televisión digital cuentan con numerosas e importantes ventajas
frente a las actuales emisiones analógicas. La calidad de las imágenes es comparable a
la de un DVD cuando se usa un canal completo de 6MHz y puede ser mejor aun en
canales Europeos separados por 8MHz, y la señal es mucho más inmune a
interferencias problemas atmosféricos que la analógica.
La tecnología digital permite un mayor número de emisoras en el mismo espacio
radioeléctrico, pues se pueden transmitir entre tres y cinco programas de definición
· normal similar a VHS por cada canal UHF (se refiere al canal europeo que tiene 8MHz).
El sonido, la imagen y los datos asociados a una emisión de televisión, se
codifican digitalmente en un formato llamado MPEG-2. La calidad de imagen y sonido
10
transmitidos, son proporcionales al caudal de datos asignado dentro del flujo final
transmitido por cada multiplexador.
Existe un codificador MPEG-2 para el video y otro para el sonido estéreo con
calidad digital multilingüe que junto con la información de programa se introduce en el
multiplexador MPEG-2. La señal multiplexada se introduce por ultimo en el transmisor
que llega a los usuarios en forma directa o por una repetidora.
Uno de los pasos es el protocolo de compresión MPEG, que permite comprimir
los videos, se puede ver 1 O canales de video en un ancho de banda de 6Mhz , se reduce
el uso de amplificadores en cascada de 30 a 6 amplificadores, permite ver en 550MHZ
de ancho de banda cerca de 1000 canales de video digital, brindando así nuevos
servicios de PPV, VOD Televisión a la carta, etc.
Los nodos alimentan de 500 a 2000 hogares los ancho de banda es 1 Ghz y el
medio puede ser capaz de transmitir hasta 3Ghz. La transmisión terrestre de televisión
se ve afectada por dispersión de energía, zonas de sombra y reflexiones que provocan
ecos. En transmisión analógica esos problemas se manifiestan como nieve, ruido en la
imagen, dobles imágenes, colores deficientes y sonido de baja calidad.
En la transmisión digital, al estar la señal codificada, se recibe una imagen
perfecta siempre, porque se decodifica el número correcto o no se recupera nada. Esto
ocurre cuando se llega al llamado "abismo digital", es decir, cuando la señal no es
suficientemente buena para los circuitos decodificadores y estos enmudecen
perdiéndose completamente la recepción.
Una recepción óptima necesita mucha menos potencia de señal que una
transmisión analógica de calidad normal. Eso significa que pueden ir por la misma
portadora, pero no mezclarse porque cada uno tiene sus propios bits de
direccionamiento.
Transmitir los canales en grupo puede tener una gran ventaja; el flujo de datos
requerido para transmitir un canal con definición de DVD depende del movimiento de la
imagen. Una imagen fija requiere un flujo de datos mucho menor que una imagen con
gran movimiento.
2.4 HFC (Hibrid Fiber Coaxial)
La red HFC una red hibrida que combina la fibra óptica desde el headend o
Cabecera (ver sección 2.5) hacia el nodo, y coaxial (cobre) del nodo hacia el cliente. Este
tipo de red ofrece todo tipo de servicio por un único acceso y de manera integrada, tiene
mayor capacidad de servicio, mayor alcance y es bidireccional, a diferencia de las redes
basadas solo en cable coaxial, las cuales son muy limitadas en los servicios que pueden
ofrecer. Estas redes de telecomunicaciones son capaces de ofrecer servicios integrados
11
de imagen, voz y datos: VOD, PPV, telefonía, conexión a Internet de alta velocidad, etc.
La razón por la cual se combina la fibra· óptica y el cable coaxial es para
aprovechar las cualidades que ambos presentan. Por un lado las bajas pérdidas e
interferencias de la fibra óptica y por otro el bajo costo y la sencillez de instalación y
conectorización del cable coaxial (conectorización es el procedimiento de terminación o
empalme del cable o fibra).
Se debe recordar que la red HFC es una tecnología moderna que no sólo brinda
señal de cable, sino que también ofrece servicios adicionales, entre ellos se tiene el
servicio VOD así cómo también las guías interactivas y el PPV.
Las características de un cable coaxial son principalmente dos:
- No interfiere con señales externas
- Puede transportar de forma eficiente señales en un gran ancho de banda con menor
atenuación que un cable normal.
El cable coaxial tiene una limitación fundamental, que se atenúa a altas
frecuencias (la perdida de potencia, expresada en dB por unidad de longitud, crece
proporcional a la raíz cuadrada de la frecuencia de la señal), por lo que tiene una
limitación para transportar señales de alta frecuencia a largas distancias, ya que a partir
de una cierta distancia el nivel de ruido supera al nivel de la señal. Esto obliga a usar
amplificadores de radiofrecuencia, que introducen ruido y distorsión, y aumentan el costo
de la red.
La arquitectura de una red HFC está configurada en forma de anillos multipunto,
primarios (transporte) y secundarios (fibra); de los anillos secundarios salen acometidas
de red coaxial; es una topología más lógica que física en la mayoría de los casos,
permite que el sistema vaya creciendo progresivamente en función de la demanda de
utilización del canal de retomo.
Los elementos de una red HFC están compuestos por tres partes:
- Headend (cabecera).
- red troncal.
- red de distribución.
Los receptores finales exigen una elevada calidad de imagen (HDTV) además de un
servicio interactivo con la emisora de TV (vídeo bajo demanda), con un ancho de banda
capaz de soportar la transmisión de una gran cantidad de información
2.5 Headend o Cabecera (procesamiento de la sefial)
El headend o cabecera tiene la función de recolectar todo tipo de señales como
video, datos, RF, y señales digitales, las señales recolectadas incluyen las entregadas
por satélite digital o analógica, radiodifusión de (VHF y UHF) video pregrabados,
12
microondas AM y FM, video banda base, data y telefonía.
Las señales recolectadas en el headend son comprimidas digitalizadas,
codificadas y luego multiplexados para su distribución por las red HFC. La cabecera o
headend también procesa todas las señales de retomo del sistema de distribución VHF
Nery High Frequency) correspondiente a señales electromagnéticas en el rango de 30 a
300 Mhz, canal 2 al 13, y UHF (Ultra High Frequency) correspondiente a señales
electromagnéticas en el rango de 300 a 3000 Mhz canales 14 a 69 que son comúnmente
referidos a canales UHF de televisión dial.
Los canales individuales de los moduladores y procesadores heterodinos de TV
(RF) son combinados usando una red combinadora pasiva. Las señales combinadas son
amplificadas por un post amplificador de bajo ruido y distorsión para proveer el suficiente
nivel de señal de entrada apropiada a los transmisores ópticos.
Aspectos importantes del headend son discutidos en esta sección y se agrupan
en: 1) Etapa de Recepción, 2) Procesamiento de la Señal, 3) CableLabs, 4) DOCSIS, y
5) Telefonía en la red HFC.
2.5.1 Etapa de recepción
La primera etapa es la de recepción de la señal, las fuentes de señal típicamente
son de tres tipos: 1) Contribución de satélite, 2) Contribución de aire y 3) Contribución
generados localmente.
a. Contribución de satélite
El receptor satelital recolecta señales en la banda de 3. 7 a 4.2 Ghz mediante una
antena parabólica. La señal recolectada es convertida a señales de 950 a 1450Mhz por
el LNB (Low Noise Block).
En la órbita geoestacionaria a 36000 Km. sobre la tierra, una comunicación
satelital recibe la señal en la banda de entre 5.9 y 6.4 Ghz, usando antenas direccionales
la comunicación es retransmitida a la tierra en la banda de 3. 7 a 4.2 Ghz.
La banda de 3, 7 a 4,2 GHz se ve afectada por las lluvias torrenciales y, por
supuesto, la antena es afectada por la nieve y la señal se desvanece cuando fa nieve se
acumula en el plato. Además, el plato se ve afectado por el efecto del sol (sun outage)
dos veces al año
La sef\ales de banda de 950 a 1450 Mhz son decodificadas y remoduladas en
componentes de audio y video usando un receptor/decoder satelital. El divisor de
potencia o splitter se conecta a múltiples receptores.
En la Figura 2.1 Se muestra al LNB (convertidor de bajo ruido) este convertidor
acepta señales de 950 a 2150 Mhz.
b. Contribución de aire (Off Air)
13
Estos son servicios de video analógico que se toman desde canales de TV
disponibles en el aire, en la zona donde esta ubicado el headend principal. Para recibir
estos servicios se requiere en el headend principal de una antena de excelente calidad
según sea la banda en la que se transmite este servicio (VHF o UHF). Adicionalmente a
esto, se requiere de un demodulador de calidad banda ancha. La salida de este
demodulador en la mayoría de los casos es video y audio en banda base.
\ 3.7-4.2 Ghz\
\ \
\ \
I
I
I
I
I
LNB/Converter
950-1450 Mhz
Splitter de banda
/' . .- ,rJ : illi .¡ 1 '
j / 950-1450 MHZ·, 1' ¡•� •,-...,1----➔ !·•· ·&..1; ·• ._,J ,1----➔ ;,. ·•.t .. ,.,. • --..'--4
·O;, ,0;d;o,, ·�·¡¡,¡_¡ ,1----➔ . .,:,.�.! ;o,,•! ·-·--·é--➔
',.,:. •�- 'l, ¡ •• ,_; '•�--} __ _ : .• , ·,,(De ' '·r>·, :,,e-'-·· ---·ti> .. ·•& : i -,�' ,¡¡---+--j ·c/1-•'·' :f>, ¡
,1
.. _______ _.,.__,¡:, •}. ,,�: ... - . !. - a,
Figura 2.1 Conversión de sef'íal de LNB
c. Contribución generados localmente
Estos servicios corresponden a información o video que se generan localmente
en el headend principal. Típicamente corresponden a servicios informativos tal cómo
información de tráfico, información de clima, eventos locales etc. Generalmente estos
canales se emiten desde diferentes fuentes de video tal cómo reproductor de video en
cinta Beta o VHS, desde reproductores de DVD, o desde la salida de video de una
· computadora.
La interfaz física desde donde se toma este video en la mayoría de los casos es
una señal de video y audio en banda base.
2.5.2 Procesamiento de la señal
En esta sección se tratará sobre: 1) la compresión de video, 2: la compresión de
audio y 3) los métodos de transmisión. La Figura 2.2 muestra un diagrama de bloques
del procesamiento de la señal en la cabecera.
a. Compresión de video
14
La compresión de imágenes ha existido desde hace tiempo, sin embargo la
compresión de vídeo es relativamente nueva. El vídeo digital debe ser comprimido antes
de que pueda ser transmitida por un sistema de cable. Hoy en día existen varios
algoritmos de compresión, pero el estándar dominante para la compresión de vídeo es el
MPEG-2 (a partir de Moving Picture Experts Group).
PROCESAMIENTO DE SEÑAL
Señal analogica
--
Demodulador VHF-UHF Multiplexor
Figura 2.2 Procesamiento de la señal en la cabecera (headend)
a.1 Estándar MPEG-2
Es un Standard de compresión y transporte que define métodos y herramientas
de compresión especificas así como la estructura del múltiplex de transporte.
En TV Analógica, hay un "servicio" por cada "canal físico", en cambio en TV
· digital, los servicios son comprimidos. Esto permite colocar más de un servicio por cada
canal físico. El Protocolo de Transporte proporciona al decodificador un medio para
identificar y seleccionar ciertos servicios dentro del canal físico.
El protocolo de transporte MPEG-2 es para multiplexar varios servicios
comprimidos en una trama de datos llamada transport multiplex (TM). En el TM, la
información digital es agrupada en un formato empaquetado de longitud fija para su
transmisión en una red digital.
15
El Protocolo MPEG-2 contiene un mecanismo que mantiene sincronizados los
datos y la temporización a través de largas distancias Cada paquete de transporte tiene
la misma longitud (en bytes) y acarrea información en una sección de encabezado
(header) la cual define e identifica únicamente al paquete.
MPEG-2 de compresión de vídeo se presentó por primera vez en 1993. Ha
mejorado la eficiencia de compresión de 30 a 40%. Está ahora firmemente establecido y
proporciona excelentes resultados en el cable, satélite, la radiodifusión terrestre, y el
disco versátil digital (DVD). MPEG-2 es compresión de vídeo basada en el método de
estimación de vector de movimiento, transformada de coseno discreta, codificación y
cuantización (proceso por el cual se hace discreta la amplitud de una señal analógica).
a.2 Limitaciones MPEG.
La codificación MPEG-2 rara vez se utiliza en aplicaciones de Internet, ya que no
se puede garantizar la calidad de servicio (QoS) de los parámetros necesarios para
MPEG-2. Estos parámetros de calidad de servicio (QoS) se resumen en la Tabla 1.2.
Tabla 2.2 MPEG-2 Parámetros de calidad de video QoS . •.· . · . BitRate . Variable de Bit Rate Bit error rate (BER) Menos que 10·10
Packet/cell perdida de rate Menos que 1 O � Packet/cell variación de retardo Menos que 500 ns
El material codificado MPEG-2 es extremadamente sensible a los errores y la
pérdida de información debido a la forma en que MPEG-2 pone cierta información vital en
un único paquete. Si el paquete se pierde o está dañado, puede haber un impacto
significativo en el decodificador, provocando que estos fotogramas sean borrados o que
la disminución sea muy notable para producir el bloqueo de estos defectos en la red. Se
puede hacer la analogía de que el flujo de datos MPEG-2 es como una lista de
instrucciones para el decodificador, es por ello que el defecto de una sola instrucción
puede causar estragos con la imagen decodificada.
a.3 Defectos MPEG-2
En la práctica, todos los codificadores generan pérdidas por defectos, o zonas de
reproducción visual defectuosa todo el tiempo. Si el codificador está bien diseñado, todos
· estos defectos serán invisibles para el ojo humano.
Uno de los defectos del MPEG-2 es que si la relación de compresión es
demasiado alta, a veces no es suficiente para codificar bits de la señal de vídeo sin una
pérdida significativa. Cuando esto sucede pueden ocurrir todo tipo de síntomas visuales
desde bloques de color verde brillante hasta pérdidas de fotogramas.
Otro defecto visible común se da lugar a veces en las escenas oscuras o en los
primeros planos de la cara, a esto se llama "contouring". Cómo el nombre sugiere, la
16
imagen se ve un poco como un mapa dibujado con un conjunto limitado de colores en
lugar de una paleta que varía continuamente. Este defecto a veces se denomina suelo de
baldosas. Cuando sucede, normalmente es debido a que el codificador asigna muy pocos
niveles de cuantización a la escena.
Para evitar defectos visibles debido a la codificación, a errores de transmisión, y a
la decodificación, todo el sistema MPEG-2 debe ser cuidadosamente diseñado para
operar dentro de ciertas pautas. La relación de compresión no puede ser llevada muy
alto. El límite está en la relación de compresión de determinado material a una cierta
resolución de imagen y velocidad de cuadro. La Tabla 2.3 muestra los resultados
basados en la experiencia.
Tabla 2.3 MPEG-2. Resolución Versus el valor mínimo Bit Rate
Material; ..•. -
- Resolución Mínimo Bit Rate (CBR) --
--
Películas 360x240 (CIF) 1.5 Mbps
Películas 360x480 (half) 2Mbps
Películas 540x480 (3/4) 3Mbps
Películas 720x480(full) 4Mbps
Deportes (video) 540x480(3/4) 5Mbps
Deportes (video) 720x480(full) 6Mbps
El sistema de transmisión debe introducir muy pocos errores durante el promedio
de tiempo de un evento. Por ejemplo, en dos horas de película, los mismos espectadores
pueden tolerar muy pocos defectos (como marco o caída de bloques de color verde). En
la práctica, esto significa que el sistema de transmisión debe emplear técnica de
corrección de errores en adelanto, conocida cómo FEC (Forward Error Correction).
a.4 Relación de compresión
La relación de compresión se utiliza para comparar el espectro utilizado por una
señal comprimida, con el espectro utilizado por un equivalente de NTSC (National
Television Systems Committee).
En la relación de compresión con MPEG-2 se incluye la multiplexación, el
transporte, y modulación digital, y todos ellos afectan a la cantidad de ancho de banda
que es requerido por la señal comprimida.
Cómo ejemplo, una señal de vídeo con una compresión MPEG-2 de 31:1
de vídeo relación de compresión es aproximadamente equivalente a una relación de
compresión de 6:1. (Si el ejemplo que emplea 256-QAM y multiplexación estadística, es
posible lograr una relación de compresión de 12: 1, aunque el vídeo MPEG-2 de
compresión sea de 31:1)
b. Compresión de audio
17
La compresión de audio es un complemento de compresión de vídeo, pero las
técnicas son muy diferentes. En primer lugar, la señal de audio requiere mucho menos
ancho de banda que la señal de video. Por ejemplo, un par de audio estéreo a 48 kHz de
muestreo y el uso de muestras de 16 bits requiere 1 536 Kbps (frente a 124 Mbps para la
señal de vídeo). Es muy factible enviar audio sin comprimir. Además, la compresión de
audio no puede lograr la misma relación de compresión de video. Un valor un típico de
audio estéreo es de 192 Kbps, es decir una relación de compresión 8: 1.
Hay dos principales contendientes para la compresión de audio que provee gran
calidad de audio: compresión de audio MPEG y Dolby AC-3, siendo Dolby AC-3 un
sistema más avanzado de compresión de audio.
c. Mecanismos de transmisión
Existen dos principales categorías de transmisión: redes de banda ancha
(broadband) y de banda base (baseband).
c.1 Transmisión banda base
En la transmisión de banda base, la totalidad de medios físicos (de par trenzado,
coaxial, láser de enlace, etc.) se dedican a la transmisión de un flujo de bits (bit-stream).
Esto hace a la transmisión muy robusta, pero limita en general las tasas de transmisión a
la velocidad máxima de un solo transmisor o receptor.
En redes banda base, los paquetes de transporte MPEG-2 deben ser adaptados
para que puedan ser transportadas por la red. Los medios de transmisión en banda base
son: ATM, SONET, SDH, IP, y DVB ASI, que provee una facilidad de transmisión en
banda base que puede ser utilizado en portadora transport streams MPEG. A
continuación se describen al IP y DVB ASI:
- Protocolo de Internet (IP).- IP se utiliza ampliamente como un protocolo de
comunicaciones de datos. Recientemente, ha habido un interés considerable en el
uso IP para llevar telefonía, audio, vídeo y servicios. Aunque IP no fue diseñado con
calidad de servicio (QoS), ha habido un esfuerzo considerable para proporcionar
calidad de servicio (QoS) en redes IP.
- DVB interfaz serie asíncrona (ASI).- Fue desarrollado para la interconexión de los
equipos profesionales MPEG-2 y es nato en la transmisión banda base. DVB ASI
8b/10b:
o facilita los transport streams MPEG-2.
o Utiliza la codificación en una velocidad de linea de 270 Mbps como máximo
rendimiento de carga útil (payload) de 216 Mbps.
o Está diseñada para utilizar dos medios físicos.
18
o No tiene mecanismos para la detección de errores o la recuperación, ya que está
diseñado para la interconexión de los equipos en distancias cortas.
c.2 Transmisión de banda ancha (Broadband)
En las redes de banda ancha, cada canal es modulado en una frecuencia de
transmisión de tal forma que no inteñiera con cualquiera de los otros canales. Aunque las
redes de banda ancha no son intrínsecamente robustas cómo las redes de banda base,
ellos logran una mayor capacidad de transmisión a un costo inferior a las redes de banda
base.
La corrección de errores y técnicas de protección son generalmente empleadas
en los sistemas de transmisión de banda ancha para reducir el número de errores
introducidos por la transmisión analógica, que también se tratan en esta sección.
Esta técnica se llama a menudo multiplexado por división de frecuencia (FDM).
En esta sección se analizan las tres técnicas de modulación común utilizada para el
transporte MPEG-2: 1) Quatemary Phase Shift Keying (QPSK), 2) modulación de
amplitud en cuadratura (QAM), y 3) Banda lateral vestigial (VSB).
- Quaternary Phase Shift Keying (QPSK).- La modulación es muy robusta en
presencia de ruido, QPSK se utiliza para enlaces de transmisión por satélite y el
canal de control de modulación en los sistemas de cable. La Figura 2.3 muestra un
diagrama de bloques del modulador QPSK. La figura 2.4 muestra su constelación.
- Modulación de amplitud en cuadratura (QAM).- Es una técnica
de modulación digital avanzada que transporta datos, mediante la modulación de la
señal portadora de información tanto en amplitud como en fase. Esto se consigue
modulando una misma portadora, desfasando 90º la fase y la amplitud. La señal
modulada en QAM está compuesta por la suma lineal de dos señales previamente
moduladas en DBL-PS (Doble Banda Lateral - con Portadora Suprimida).Una carga
útil para una modulación 64-QAM aproximadamente es de 27 Mbps se logra dentro
de un canal de 6 MHz y para una modulación de 256-QAM de carga útil es
aproximadamente de 38,8 Mbps que es suficiente para llevar dos canales de HDTV.
La Figura 2.5 muestra el diagrama de la modulación 64-QAM, y la Figura 2.6 el
diagrama de constelaciones 64-QAM.
Banda lateral vestigial (VSB).- La modulación VSB ha sido aprobado para su uso en
la radiodifusión digital, VSB tiene una carga útil (payload) de aproximadamente 19,4
Mbps y fue disetíado para el transporte de un solo canal de HDTV. La VSB es un
esquema de modulación dimensional, ya que sólo utiliza modulación de amplitud (en
contraste, QAM es una técnica de modulación bidimensional, ya que utiliza los
componentes I y Q). En la modulación VSB, la setíal de banda base se codifica como
19
un valor de 8 niveles, de modo que se codifican 3 bits por baudio para la corrección
de errores y a protección de la señal.
N =1 �
Serial
to
Parallel
Q
N =1
Figura 2.3 Modulador QPSK
90'
' Q
'01' '11'
1
,so· .. ---------------� o·
Figura 2.4
·oo·
•Ir
270'
·10·
Diagrama de Constelación QPSK
Serial to
Parallel
8 Levels
@
0 Q
N=3 ill:::==:jD/A-+-
8 Levels
Figura 2.5 Diagrama de la modulación 64-QAM
--
Figura 2.6
2.5.3 Cablelabs
20
·� Q
•••• ••••
•••• ••••
•••• ••••
•••• •••• I
::,
•••• ••••
•••• ••••
•••• ••••
•••• ••••
Diagrama de constelaciones 64-QAM
Fundada en 1988 por miembros de la Industria de la Televisión por Cable, Cable
Televisión Laboratorios, lnc. (CableLabs) es un consorcio dedicado a la investigación y
desarrollo de las nuevas tecnologías de cable y ayuda a integrar los avances
tecnológicos en nuevos objetivos de negocio. Los principales objetivos de CableLabs son:
- Identificar e investigar las nuevas tecnologías de banda ancha.
- Realizar las especificaciones
- Certificar los productos
- Divulgar la información.
Existen tres principales estándares de normalización asociados a los servicios de
acceso de datos en las redes HFC: 1) DOCSIS (Data Over Cable Service Interface
Specification), 2) DVB-RCC (Digital Video Broadcasting-Return Channel Cable) y 3) Euro
DOCS IS.
2.5.4 DOCSIS (Data Over Cable Service lnteñace Speclfication)
Desarrollado por Cable Labs y aprobado por la ITU en marzo de 1998 define
estándares de interfase para cable módems y equipamiento de soporte, es un estándar
abierto basado en los requerimientos de los operadores. Las funciones son la
certificación de cable módems, la interoperabilidad entre proveedores, drástica reducción
· de precios, y evolución constante.
Se trata de un estándar no comercial que define los requisitos de la interfaz de
comunicaciones y operaciones para los datos sobre sistemas de cable. Esto permite
añadir transferencias de datos de alta velocidad a un sistema de televisión por cable
(CA TV) existente. Muchos operadores de televisión por cable lo emplean para
proporcionar acceso a Internet sobre una infraestructura HFC (red híbrida de fibra óptica
y coaxial) existente. La Tabla 2.3 muestra la evolución de DOCSIS.
1.0
1.1
2.0 (Servicios
simétricos) 3.0
Tabla 2.4 Evolución de DOCSIS
.. • Espec:ifi�acióries, . , . ,. .
. ·.· .. ; • .. ·. · . . ·.
- Primera versión del estándar- Se certifican más de 200 CM- Se califican más de 28 CMTS- Calidad de servicio (Qos) y servicios dinámicos
(requerido por PacketCable)- Más de 100 CM certificados, más de 34 CMTS
calificados- Más tráfico de subida que antes (x6 DOCSIS 1.0, x3
DOCSIS 1.1)- Más de 80 CM certificados, más de 6 CMTS calificados- Especificaciones en desarrollo- Más tráfico de subida que nunca (200mbps
down/100mbps up)
2.5.5 Telefonía en la red HFC
21
.
La idea de la telefonía en las redes de cable, surgió por lo menos hace una
década. La telefonía IP aún mostraba sus primeros avances tecnológicos. La intención
era aumentar la base de suscriptores que no se lograría con la oferta de video. En la
Figura 2. 7 se muestra el diagrama de bloques de la telefonía en la red HFC.
Figura 2. 7 Diagrama de la telefonía en la red HFC
22
Los componentes de red principales para el servicio de telefonía en una red de
cable son: 1) Sistema de Terminación de Cable modems (CMTS) con soporte de
PacketCable, 2) Softswitch y 3) Sistema de aprovisionamiento. Cada uno de ellos será
descrito posteriormente.
a. PacketCable
En septiembre de 1997, CableLabs comenzó a trabajar en un proyecto
denominado PacketCable en respuesta a las inquietudes que suscitaba la implantación
de la telefonía en las redes de cable. Entre los propósitos establecidos estaba desarrollar
una tecnología de menor costo, más flexible y eficiente, y que con el tiempo pudiera
ofrecer servicios multimedia adicionales a la telefonía convencional para lograr la
preferencia de los suscriptores.
El proyecto PacketCable define las especificaciones de las interfaces que se
utilizan en el diseño y fabricación de un equipo compatible para ofrecer voz sobre I P,
video y otros servicios multimedia que requieren altas tasas de transmisión. Utiliza el
protocolo DOCSIS 1.1 como mecanismo de transporte debido a su capacidad para
soportar servicios en tiempo real, y además define diversos elementos como los codees
para voz, la señalización, el aprovisionamiento, la administración, la facturación, la
seguridad y la interconexión con la Red Telefónica Pública Conmutada (RTPC) para
conformar soluciones integrales de voz sobre IP en las redes de cable.
Hasta ahora, los operadores de cable que querían dar servicios de voz, debían
hacerlo con soluciones propietarias, de difícil uso y mantenimiento, y con protocolos
extraños y adaptados por cada fabricante. La tecnología PacketCable, permite a los
operadores contar con la última tecnología, cumpliendo estrictamente los estándares de
calidad y servicio. PacketCable también define el modo de funcionamiento y la
integración entre todos los elementos de la red, garantizando que todos los equipos que
se conecten funcionen adecuadamente y con muy poco esfuerzo operativo.
La calidad de Servicio que se logra con PacketCable garantiza que las llamadas
telefónicas tendrán una calidad óptima, y en consecuencia todos los elementos de la red
operarán
El avance de PacketCable dependía de dos aspectos: 1) el desarrollo de la
tecnología basada en el Protocolo de Internet (IP) y 2) de la especificación DOCSIS para
la transmisión de datos en las redes de cable. En cuanto se probó el éxito de DOCSIS y
muchas redes se volvieron bidireccionales, las redes de cables comenzaron a planear
las aplicaciones de voz a través de PacketCable.
La arquitectura PacketCable se diseñó para que fuera robusta, completa, que
facilitara la comunicación punto a punto y pudiera soportar el servicio a millones de
23
suscriptores en múltiples redes de cable; todo ello con buena calidad, confiabilidad y
funcionalidades equivalentes a la telefonía tradicional. Por su evolución, PacketCable se
divide en cuatro fases:
a.1 PacketCable 1.0
- Define la arquitectura de referencia y describe las características de la interfaz de
acceso del suscriptor y de los principales elementos que la integran.
- Detalla las características de la señalización de la llamada, la calidad de servicio
(QoS), los codees, el aprovisionamiento de clientes, la recolección de mensajes de
eventos para facturación, la interconexión con la RTPC e interfaces de seguridad
necesarias para desarrollar una solución específica en una red de cable y ofrecer
servicios de telefonía IP residenciales.
- Fue diseñada para realizar funcionalidades equivalentes a las de un conmutador
telefónico Clase 5 pero con conexión directa a una red de señalización 7(SS7).
a.2 PacketCable 1.5
- Profundiza en la especificación de las interfaces de los componentes e incluye el
mecanismo necesario para la disponibilidad del servicio en caso de fallas en el
suministro eléctrico en la casa del suscriptor, así como el acceso a servicios de
emergencia.
- Incluye nuevas funcionalidades y el uso del protocolo SIP para la administración de
sesiones.
Define los componentes funcionales e interfaces necesarias para habilitar la
comunicación con las redes PacketCable 1.0 utilizando una red de transporte IP.
- Se describen extensiones a la arquitectura de la primera versión para el intercambio
de tráfico entre operadores de cable, sin tener que atravesar la RTPC.
a.3 PacketCable 2.0
- Basada en el estándar IMS (IP Multimedia Subsystem) de tercera generación que
incluye el desarrollo de una arquitectura para comunicaciones basadas en el
protocolo SIP.
- Utiliza muchas de las entidades funcionales básicas de IMS para incorporar estos
avances tecnológicos al desarrollo de soluciones para redes de cable y permite la
administración de diversos servicios interactivos multimedia en la misma
infraestructura de red.
a.4 PacketCable Multimedia
- Garantiza la calidad de servicio vía DOCSIS 1.1 ó 2.0 para cualquier aplicación IP
- Mmaneja el Protocolo de Iniciación de Sesión (SIP, Session lnitiation Protocol) para
servicios de voz
24
- Permite la innovación de servicios que no han sido previamente diseñados para esta
especificación, sino que con el tiempo pudieran surgir y entonces se podrán adoptar
fácilmente a las redes de cable.
La voz sobre IP fue el primer servicio pensado para la arquitectura PacketCable
porque el objetivo primordial de los operadores de cable consistía en fortalecer la
relación con sus suscriptores de televisión; posteriormente se plantearon otros servicios
como los juegos interactivos, la videoconferencia y la mensajería unificada.
Algunas características que distinguen a la telefonía IP a través de PacketCable
en comparación con un servicio tradicional de VolP, son las siguientes:
- La telefonía PacketCable es un servicio punto a punto, entre teléfonos
convencionales y no entre computadoras personales o teléfonos digitales.
- Los servicios PacketCable tienen prioridad sobre los de DOCSIS para asegurar su
calidad y alta disponibilidad en las redes de cable.
PacketCable no transporta la voz sobre Internet sino a través de una red IP
administrada a través de la cual se realiza la transmisión de los paquetes mediante el
protocolo DOCSIS.
b. Enrutador de llamadas (softswitch)
El softswitch es el principal dispositivo en la capa de control dentro de una
arquitectura HFC, encargado de proporcionar el control de llamada (señalización y
gestión de servicios), procesamiento de llamadas, y otros servicios, sobre una red de
conmutación de paquetes (IP).
El softswitch actúa como gestor en el momento de interconectar las redes de
telefonía tradicional, e incluso las redes inalámbricas 3G con las redes de conmutación
de paquetes(IP), buscando como objetivo final lograr la confiabilidad y calidad de servicio
similar a la que brinda una red de conmutación de circuitos con un menor precio.
Las ventajas de control y gestión de una red multiservicios que presenta el
softswitch, hace que la arquitectura HFC se presente claramente como la evolución de la
red tradicional de telefonía {RTC) comportándose como una PBX tradicional. El
softSwitch está diseñado para operadores de cable. La Figura 2.8 muestra el diagrama
del enrutador de llamadas (softSwitch).
El softSwitch tiene los siguientes componentes dentro de una misma plataforma
- Call Management Server (CMS).
- El Servidor de Anuncios (ANS).
- El Controlador de la Puerta de Enlace de Medios (MGC).
- Puerta de Enlace de Medios (MG).
- Puerta de Enlace de Señalización (SG).
PUERTA DE EIILACE DE MEDIOS
.· PUERTA DE EIILACE DE · . SEÍÍALIZACIOII
SERVIDOR DE AIIUtlCIOH
COtlTROLADOR DE PUERTA DE EIILACE DE MEDIOS
Figura 2.8 Diagrama del Enrutador de llamadas (softSwitch)
b.1 CMS (Call Management Server)
25
Realiza el control de las llamadas telefónicas y de otros servicios relacionados
con la señalización para el MTA (Multimedia Terminal Adapter), el CMTS y las puertas de
enlace con la RTPC, a través de la red PacketCable.
Está compuesto por los siguientes elementos:
- Agente de Llamadas (CA, Call Agent)
- Controlador de Compuerta (GC, Gate Controller)
Servidor de Administracion de Llamadas (CMS)
Agente de·:
Llamadas (();t\)
Controlador de Compuerta (GC)
Figura 2.9 Servidor de Administración de Llamadas en PacketCable
El Agente de Llamadas administra la llamada y controla el MTA, mientras que el
Controlador de Compuerta controla la calidad de servicio y establece comunicación con el
CMTS para que se le asignen los recursos necesarios al servicio.
26
Este servidor también realiza funcionalidades típicas de la telefonía digital
tradicional como el buzón de voz y el identificador de llamadas, recibe el número
telefónico marcado para direccionar la llamada, determina el perfil de cada cliente para
otorgar ciertas funcionalidades de servicio y contiene el codee empleado para el
procesamiento de la señal de voz analógica.
Existe una amplia gama de codees disponibles para soluciones de voz. En la
Tabla 2.5 se muestran los más destacados.
Tabla 2.5 Codees disponibles para telefonía
':0:0DE;Ci: , -·.•- ·•- ... < CARACTERISTICAS·--•·· .· .-:· .-, . ·- -, CARACTER1$TICAS -• -·.. > .. 1.-..
·: .. ,,
G.711
G.728
G.729E
.· ,' ··''· . :·· · ·. · · ... " .·.,-
Primer codee utilizado en la telefonía digital que usa un esquema de codificación llamado PCM (Pulse Code Modulation) de 8 bits y una tasa de muestreo de 8,000 muestras por segundo para una señal de voz cuyo ancho de banda máximo sea de 4,000 Hz. Representa la mejor calidad de voz para la telefonía tradicional y aplicaciones de VolP
Codee estándar de la ITU de buena calidad, con capacidad para suprimir eco y su uso se destina a audio de baja fidelidad. No soporta mensajes de fax, señales de modem o la interpretación de tonos DTMF como G. 711.
Codee estándar de la ITU - Su calidad es suficiente para conversaciones y audio de mediana calidad, pero al igual que G. 728 no soporta funcionalidades de G. 711. Requiere licencia de Sipro Lab Telecom o VoiceAge
b.2 El servidor de anuncios (ANS)
. ..
64 kbps(sin compresión) 84 kbps(con
encabezados TCP/IP)
16 kbps
11.8 kbps
Contiene los mensajes que se le presentan al suscriptor para informarle sobre el
estado de la red o del servicio solicitado. Anuncios como: "el número que marcó se
encuentra ocupado" o "el número que marcó está fuera de servicio", son hechos por este
elemento de la red PacketCable.
Contiene dos elementos lógicos internos que son mostrados en la Figura 2.1 O:
- El Controlador de Reproductor de Medios (MPC, Media Player Controller)
- El Reproductor de Medios (MP, Media Player).
El Controlador solicita al Reproductor que ejecu�e determinado anuncio de
acuerdo con lo que el CMS le indique sobre el estado actual de la red o de la petición
hecha. El MP reproduce el anuncio correcto al MTA o a la Puerta de Enlace de Medios.
27
Servidor de Anuncios
Figura 2.1 O Servidor de Anuncios en PacketCable
La Puerta de Enlace de Medios que comunica la red PacketCable con la RTPC,
consiste en tres elementos lógicos. Ver Figura 2.11:
- Controlador de la Puerta de Enlace de Medios (MGC, Media Gateway Controller)
- Puerta de Enlace de Medios (MG, Media Gateway)
- Puerta de Enlace de Señalización (SG, Signaling Gateway)
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Puerta de Enlace Cisco
Figura 2.11 Puerta de enlace con la RTPC en PacketCable
b.3 El controlador de la puerta de enlace de medios (MGC) r
Recibe y actúa como mediador de la información de señalización de llamadas
entre la red PacketCable y la RTPC; controla a los otros dos elementos y se encarga del
progreso de las llamadas que atraviesan esta frontera. En ocasiones se encuentra
lógicamente integrado en el CMS.
i>.4 .Puerta -de-enlace de medios (MG)
28
O Media Gateway. Establece la comunicación entre la red PacketCable y la
RTPC, con base en las indicaciones -que le hace el MGC para establecer y controlar
conexiones entre clientes o puntos extremos. Su función principal es la conversión de ta
voz sobre IP a una señal apropiada para la RTPC; también detecta eventos en la RTPC,
realiza la cancelación de eco, administra· el tráfico de voz para colocarlo en las· troncales
telefónicas respectivas y genera reportes at MGC sobre el estatus de sus funciones.
b.5 Puerta de enlace de seftallzaclón (SG)
O Signaling Gateway. Se encuentra en la red PacketCable y se encarga de
administrar la señalización con la RTPC. Es justamente el elemento en el que se realiza
la conversión de la señalización entre estas dos redes, y de ella depende en gran parte-el
óptimo funcionamiento del ·servicio telefónico en la red de cable.
Los servidores de !'Back-office", también · conocidos como Sistema de Soporte
Operativo (OSS, Operational Support Systems), consisten en un amplio conjunto de
elementos de SOporte que realizan funciones cómo -el aprovisionamiento de clientes,
generan registros de eventos para la facturación del servicio, seguridad, desempeño de
la red, histórico de eventos en la red, configuración, etc. En general, estos servidores -se
encargan de dar soporte a todos los procesos involucrados en el óptimo desempeño de
�a administración del negocio. La Figura 2.12 muestra slo servidores de "Back-office" y de
aplicaciones en Packetcable
Servidores de "Back office" y de
aplicaciones
Figura 2.12 Servidores de "Back-office" y de aplicaciones en PacketCable
. c. Servidores de aprovisionamiento
Conocido más comúnmente como sistema de aprovisionamiento. Son los
servidores que proveen la conf,guración a los Cable modems y CPEs, y oonsta de los
siguientes servidores:
- Servidor DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)
- Servidor ONS (Domain Name Server)
- Servidores TFTP (Trivial File Transfer Protocol)
- Servidor de Almacenamiento de Registros (RKS, Record Keeping Server)
- Servidor Syslog y ToD Server.
Dada su relevancia sólo se describirán los cinco primeros de la lista mostrada.
c.1 El servidor DHCP
29
Se utiliza durante el aprovisionamiento de los MTA y cable módems para
asignarles direcciones IP de manera automática; de lo contrario, sería necesario asignar
manualmente una dirección IP a cada dispositivo que se diera de alta en la red o que
cambiara de ubicación física. El servidor DHCP permite la administración, supervisión y
distribución centralizada de las direcciones IP en la red.
c.2 El servidor DNS
Es una base de datos distribuida y jerárquica que almacena información sobre
nombres de dominio en Internet. La asignación de nombres a direcciones IP, es su
función más conocida, aunque también puede asociar distintos tipos de información a
cada nombre.
c.3 El servidor TFTP
Es indispensable para transferir los archivos de configuración y actualización a los
dispositivos de acceso por parte del CMTS. Sin esta funcionalidad, no sería posible
habilitar, cancelar o actualizar información útil en el MTA y el cable módem.
c.4 El servidor Syslog
Se utiliza para registrar eventos en la red IP y posibles fallas en el MTA, sobre
todo relacionados con temas de seguridad del sistema; cada registro incluye la fecha y
hora del evento para generar los respectivos reportes.
c.5 El Servidor de Almacenamiento de Registros (RKS)
Recibe mensajes de eventos del CMS, CMTS y MGC, los ordena en registros
coherentes que posteriormente hace disponibles a otros servidores de facturación, de
detección de fraudes y otros sistemas, para su respectivo uso.
El aparato telefónico convencional se conecta al MTA (Multimedia Terminal
Adapter) que convierte la señal de voz analógica en paquetes IP, y viceversa. Es un
cliente PacketCable con una dirección IP independiente, que además actúa como interfaz
· de señalización para controlar otros elementos de la red. El cable modem, que también
requiere una dirección IP independiente, puede integrarse en el MTA para disponer de un
sólo dispositivo que se conoce como eMTA (embedded MTA) o MTA integrado. Estos
elementos se ubican en el sitio del suscriptor. En el hub de la red de cable, el CMTS se
encarga de administrar los recursos de la red de acceso para los servicios PacketCable.
Reserva los recursos necesarios cuando se le solicita un servicio, monitorea la
comunicación y finalmente termina el servicio cuando se hubo completado
2.6 La red troncal (Transporte)
30
Es la red por la cual se distribuyen todas las señales y suele presentar una
estructura en forma de anillos redundantes de fibra óptica que une a un conjunto de
nodos primarios o hub.
Está conformada por la red primaria óptica que une la cabecera y los nodos
primarios, suele seguir topologías en anillo o en estrella mediante enlaces redundantes.
La red troncal secundaria óptica une los nodos primarios y los nodos finales con nivel de
cobertura menor que la red troncal primaria.
La opción más común es la de doble anillo redundante entre cabeceras, anillo
simple redundante en las redes troncales de distribución de fibra óptica, bus en las redes
de distribución de radiofrecuencia y estrella o multiestrella en la red de acometida de
abonado. Generalmente se compone a su vez de otras redes: red troncal primaria
(urbana o interurbana), red secundaria y red terciaria.
- Red troncal primaria interurbana. - Corresponde al despliegue de la fibra óptica
desde la cabecera hasta los diferentes hubs, configurándose en forma de doble anillo
redundante. Esta estructura permite ofrecer servicio aunque el anillo quede abierto en
algún punto, generalmente debido a roturas fortuitas en la realización de trabajos de
obra civil o eventuales actos vandálicos.
Esta red se desarrolla aprovechando grandes infraestructuras existentes en el
territorio, como son autopistas, autovías, túneles, líneas de ferrocarril, líneas
eléctricas de alta tensión, red de saneamiento, etc.
La red troncal primaria urbana o local, tiene topología en anillo redundante simple
y se encarga de unir los hubs de núcleos urbanos de mas de 40.000 unidades
inmobiliarias, entre sí. La manguera utilizada es de 256 fibras ópticas, con el fin de no
limitar el posterior crecimiento de la red.
- Red troncal secundaria.- También tiene topología de anillo y se encarga de unir los
diferentes nodos de potencia (NP) entre sí. De cada hub partirán 4 anillos que
formarán 4 redes troncales secundarias compuestas por 5 nodos de potencia cada
una. En total, cada anillo secundario alimentará a una media de 10.000 unidades
inmobiliarias (2000 unidades por nodo de potencia), estableciéndose el área de
cobertura de la zona hub en 40.000 unidades inmobiliarias.
- Red troncal terciaria.- Tiene topología en estrella (a veces también anillo) y su
misión es unir cada nodo de potencia con cada uno de los nodos opto electrónicos
(NOE) a los cuales alimenta. Estas zonas NOE están compuestas por una media de
600 unidades inmobiliarias, agrupándose generalmente en grupos de cuatro para
formar una zona de cobertura de nodo de potencia.
31
La arquitectura de una red HFC esta configurada en forma de anillos multipunto,
primarios (transporte) y secundarios (fibra); de los anillos secundarios salen acometidas
de red coaxial; es una topología mas lógica que física en la mayoría de los casos, permite
que el sistema vaya creciendo progresivamente en función de la demanda de utilización
del canal de retomo.
2.6.1 Arquitectura de transporte
A continuación se describirá la arquitectura de transporte. Primero se explicará la
de anillo y luego la de estrella.
a. Arquitectura de anillo
Está arquitectura está orientada a las áreas grandes o con alta densidad de
usuarios. Es la arquitectura de red más usada. Reduce las cascadas de amplificadores
incrementando el desempeño. Posee gran confiabilidad y reduce el alto costo por uso de
amplificadores, también Incrementa la capacidad y desempeño del retomo. La Figura
2. 13 muestra el diagrama de anillo entre el headend y hub.
TRAYECTO BIDIRECCIONAL
DE DOBLEVIA
HUB 1
\
HUB4
/ /
-
__ . -@HUB2
- -
..__ ____ _,.,...
\
\
\
HUB3
ENLACE PRIMARIO
ENLACE REDUNDANTE
Figura 2.13 Diagrama de anillo entre el headend y hub
El cable de fibra óptica es inmune a los tradicionales problemas tal cómo las
variaciones de temperatura e interferencias de RF. Es una arquitectura flexible adecuada
para video, voz, datos y servicios interactivos.
· - Características:
o Transporta servicios a grandes areas.
o Menos fibra es necesaria si se requiere redundancia.
o Misma señal de ingreso (canal) a cada hub.
- Posibles configuraciones:
o Longitud de onda: 1550 nm
o Transporte de datos digital.
b. Arquitectura de estrella
32
Orientado a áreas pequeñas o de baja densidad de usuarios. La Figura 2.14
muestra el diagrama de estrella entre el headend y hub
Caracterf sticas.
o Diferentes señales de ingreso (canales) para cada hub.
o Generalmente usa menos fibra si el área a cubrir por el hub es grande.
Posibles configuraciones
o 1550 nm
o 1310 nm
HUB 1
HUB2
HUB3
Figura 2.14 Diagrama de estrella entre el headend y hub
Las redes CATV (Comunity Anthena Television o Cable Television) actuales con
topología de red de anillo redundante entre cabeceras y multiestrella o anillos finales
redundantes en la distribución, están basadas en el uso mixto de la fibra óptica y el cable
coaxial
En este caso se diseñará utilizando la arquitectura doble anillo con estrella, donde
se tiene un anillo con su respectiva redundancia que une el headend con todos los hub
· en cada respectivo distrito de Lima. El proveedor, por cuestiones económicas geográficas
decidirá la ubicación del hub.
El segundo anillo permite unir el hub con todos los nodos que abarcaran en dicho
hub incluido con su respectiva redundancia.
El nodo óptico tiene 4 ramales RF donde permite realizar la cobertura en una
determinada área. La Figura 2.15 muestra el diagrama usado en el diseño entre el
headend, hub y nodo.
NODO
HEAOEND
HUB5
Figura 2.15 Diagrama de anillo entre el headend, hub y nodo
2.6.2 Hubs
33
Se define al hub como el centro donde se juntan todas las señales para generar
RF, información enviada a los decodificadores de video (set-top Box), servicios de datos
y telefonía de la cabecera (a través del equipo CMTS), así como también señales de
retomo de los set-top Box.
Las señales que llegan al hub están en Gigabit Ehtemet. Toda comunicación
entre el hub y el headend es realizada a través de IP. A continuación se describirán los
siguientes elementos principales:
- Diseño del Gateway de RF (CMTS)
- Flujo de aprovisionamiento de un cable módem
a. Diseño del Gateway de RF (CMTS)
Es la puerta de enlace (gateway) entre el mundo RF e IP para la operación de
cable, puede comprender de conexiones Ethernet (u otras interfaces de alta velocidad)
en un extremo y conexiones RF coaxiales en el otro. De esta forma, el trafico que llega
de Internet puede se enrutado mediante la interfaz Ethernet a través del CMTS, y
después a las interfaces RF que están conectadas a la red HFC.
34
En este equipo se encuentran conectados todos los cables módems. En la
actualidad, estos equipos han evolucionado y ahora poseen funciones avanzadas de
enrutamiento y de QoS. Es un equipo que puede ser ubicado en el headend o hub y se
utiliza para proporcionar servicios de datos de alta velocidad, cómo Internet por cable o
voz sobre IP a los abonados
El CMTS actúa como el servidor en la relación servidor-cliente entre el CMTS y
cable módem. En la parte de abonado el CMTS habilita la comunicación con los MTAS
de los abonados. Dependiendo del CMTS, el número de MTAS que puede manejar varia
entre 4. 000 y 150.000 o incluso más.
Un hub puede tener entre uno o tres CMTS (a veces más) para dar servicio al
conjunto de MTAS que dependen de esa cabecera. El número de CMTS dependerá del
número de usuarios y el ancho de banda por usuario.
El CMTS lidera todo los procesos completamente e instruye a todos los cable
módems como y cuando transmitir datos, etc. Los CMTS normalmente sólo manejan
trafico IP. El tráfico destinado a los MTAS enviado desde Internet, conocido como tráfico
de bajada (downstream), se transporta encapsulado en paquetes MPEG. Estos paquetes
MPEG se transporta en flujo de datos que se modulan en señales QAM.
El tráfico de subida (upstream), datos del MTA hacia la cabecera o Internet) se
transporta en tramas Ethernet (no MPEG), típicamente sobre modulación QPSK
Un CMTS típico, permite al ordenador del abonado obtener una dirección IP
mediante un servidor DHCP. Además, aparte de la IP, también suele asignar la puerta de
enlace, servidores DNS, etc. La Figura 2.16 muestra un CMTS de Cisco.
Figura 2.16 CMTS de Cisco
35
El diseño del Gateway de RF centralizada tiene cómo ventajas que la gestión es
centralizada y no requiere de CMTS en los hubs. Sus desventajas son una peor
performance de señales debido a doble transporte analógico (nodo-hub-headend) , y un
mayor uso de fibras entre hubs.
b. Flujo de aprovisionamiento de un cable módem
Consta principalmente de seis pasos:
- Tunning.-CM busca un canal de tráfico de bajada, sincroniza con QAM, sincroniza
FEC y MPEG.
- Ranging.-Ajusta los niveles de potencia de CMd
- Conectividad IP.- El CM obtiene una dirección del servidor DHCP, así también como
la hora del servidor ToD.
- Configuración.- Obtiene su archivo de configuración vía TFTP.
- Registro.- El cable modem se pondrá en servicio, solo hasta después que se registre
con el CMTS Reporta que todos los parámetros de configuración adquiridos sean
aplicados.
- Mantenimiento.- El cable modem mantiene la comunicación periódica con el CMTS
para ecualización, ajuste de niveles de potencia, etc., cuando menos cada 30
segundos.
2. 7 La red de distribución
La red de distribución se encarga de llevar las señales desde los puntos de distribución
hasta los abonados, dentro de esta red se diferencian tres partes:
- Red de distribución coaxial encargada de la conexión del nodo final con el punto de
conexión del tap del cliente.
Red de acometida que es el tramo de red al edificio.
- Red interior de cliente esta formado por cable coaxial donde se distribuyen los
servicios.
Los cables módems, set-top Box y MTA permiten que las redes HFC sean de
transmisión bidireccional transparente; ofrecen al usuario y a otras redes desde la
cabecera, interfaces estándar y se conectan a la red HFC mediante un conector de cable
· coaxial.
Se contemplan una serie de medidas de seguridad, tales como: control de acceso
al sistema de cualquiera de los equipos, tanto en los set-top Box cómo en los cables
módems y MTA que son autorizados por el DAC y el CMTA respectivamente.
La arquitectura que se emplea es la de tipo de anillo-anillo, primer anillos que une
todos los hub con respectivo headend, y el otro anillo es todos los nodos de un hub con el
hub respectivo, cada uno de estos anillo con su redundancia. La Figura 2.17 muestra el
36
diagrama de distribución de la señal.
El esquema de distribución se va explicar de la siguiente manera:: 1) los
elementos activos y 2) los elementos Pasivos.
ENLACE PRIMARI
ENLACE REDUNDANT
HUB \
' '
RED DE OISTRIBUCION
Figura 2.17 Distribución de la Señal
2. 7 .1 Elementos activos
Los elementos activos son los que requieren energía para funcionar. Entre ellos
tenemos los siguientes equipos:
a. El Nodo óptico
Es un dispositivo encargado de realizar la conversión de las señales ópticas
provenientes de los hubs en señales RF para su posterior transporte por los cuatro
ramales del nodo óptico. Cada nodo tiene una cobertura aproximada de 4000 abonados.
Ver Figura 2. 18.
Figura 2.18 Nodo óptico
37
Cada transmisor de un nodo de retomo digital ofrece TDM que se pueden
mulitplexar utilizando multiplexación por división en longitudes de onda densas (DWDM).
Nota:
DWDM, de sus siglas en inglés (Dense Wavelength Division Multiplexing), es una técnica de transmisión de señales a través de fibra óptica usando la banda C (1550 nm).
b. Amplificador
Son usados para reamplificar la señal de RF luego que la señal ha sido atenuada
por el cable coaxial y los dispositivos. Las tecnologías usadas en amplificadores son:
push-pull, parallelhybrid-device (PHO) y feedforward.
Los amplificadores no pueden configurarse en cascada infinitamente puesto que
el ruido térmico se incrementa así como las distorsiones en las señales que son
amplificadas, a la larga esto degrada la calidad de la señal hasta que sea inaceptable, las
mejoras en los amplificadores básicos son importantes para mejorar la calidad de la
señal. Existen cuatro tipos y serán descritos a continuación:
Amplificadores Troncales (Trunk).
Amplificadores tipo Puente (Bridger).
- Amplificadores Extensores (Une Extender).
Amplificador tipo BT
b.1 Amplificadores troncales (Trunk)
Son empleados para transportar señales a largas distancias (por lo general
compensan las perdidas del cable). Típicamente se instalan en cascada "una después de
otra" por lo que su performance de ruido y distorsiones debe ser mejor que el de otros
tipos de amplificadores.
Tienen un control automático de nivel (ALC) para compensar las perdidas del
cable debido a variaciones de la temperatura. Sus características son
Entrada: 11-14 dBmV
Salida: 33-36 dBmV
Tilt: 3-6 dB
b.2 Amplificadores tipo puente (Bridger)
Se emplean para elevar los niveles de la sef\al en la etapa de distribución (en su
mayor parte debido a las pérdidas en los elementos pasivos).
Estos amplificadores elevan la señal más alta que los niveles requeridos a fin de
que la salida pueda ser distribuida a las diferentes rutas que se deseen.
Raramente son instalados en cascada y se ubican por lo general a continuación
del amplificador troncal, tienen bajo ruido térmico y el desempeño de distorsión es
aceptable. Sus características son:
- Entrada: 18 dBmV
Salida: 46 dBmV
Tilt: 7 dB
b.3 Amplificadores Extensores Line Extender
38
Recuperan los niveles de señal luego de un amplificador bridger {debido a
pérdidas pasivas). Estos amplificadores son de bajo costo y baja performance, por lo
general es el último o penúltimo amplificador de una cascada. Típicamente alimenta un
tap del cual sale el cable de acometida al hogar. Sus características son:
Entrada: 18 dBmV.
Salida: 46 dBmV.
Tilt: 7 dB.
b.4 Amplificador BT
Amplificador de telecomunicaciones de banda ancha, o BTA de sus siglas en
inglés "Broadband Telecommunications Amplifier''. Acepta una sola entrada y obtiene una
alta ganancia operativa. Sus características son:
Pérdida de retomo de 16 dB
Voltaje de entrada 60/90 AC
Capacidad de operación de 2 vias
- Punto de prueba acoplador bidireccional de -20 dB.
Versión de Alta Ganancia de 40 dB
Se tiene una variedad de tipo de amplificadores de dos, tres y cuatro salidas. Ver
Figura 2.19, Figura 2.20 y Figura 2.21.
Figura 2.19 Amplificador de una salida
Figura 2.20 Amplificador de tres salidas
Figura 2.21 Amplificador de cuatro Salidas 'Bridger'
39
Los elementos a usar para el respectivo balanceo y para obtener la salida
adecuada son los atenuadores y acopladores. Ver Figura 2.22.
Figura. 2.22 Atenuadores
c. Fuentes de Alimentación
Los amplificadores RF (ver Figura 2.23) y los nodos requieren de energía AC para
su operación. Las fuentes de alimentación son las encargadas de alimentar todos los
elementos de la red coaxial considerando las caídas de tensión en el cable coaxial.
40
Emplean tensión de forma de onda cuasi-cuadrada para una transmisión de
potencia mas efectiva, como la alimentación primaria es de la red 220Vac deben poseer
cierta regulación de la línea.
Existen fuentes de 60 Vac/60 Hz, ó 90 Vac/1 Hz, 6 145 Vac/1 Hz. La tensión de 90
VAC es cada vez más empleada por la exigencia de trabajar con anchos debandacada
vez mayores.
Las fuentes de alimentaci.ón que abarca todo un nodo, son del tipo Standby y No
standby. Esto se refiere a que puede incluir baterías que pueden proporcionar de tres a
cinco horas para que el proveedor pueda tener el tiempo necesario para dar solución al
inconveniente con el corte de energía eléctrica y no se corte la señal que se brinda a los
abonados, estos tipos de respaldos usan UPS (Uninterruptable Power System).
Para alimentar a los amplificadores de cada uno de los ramales del nodo óptico,
se inyecta tensión a través de los cables RF.
Figura 2.23 Fuentes de alimentación
2. 7.2 Elementos pasivos
Los elementos pasivos no proveen ganancias, y no requieren alimentación. Sus
características son: buen ancho de banda, poseen pérdidas de inserción, pérdidas de
retomo, brindan aislamiento entre salidas, gran capacidad de manejo de corriente AC.
Se consideran los siguientes elementos pasivos:
- Ecualizador. - Compensa la variación de las pérdidas debido a la frecuencia en los
amplificadores. Se destaca el ecualizador de retomo, usado para compensar las
diferencias de niveles de señal por efecto de la atenuación a las diferentes
frecuencias de la banda de retomo.
41
- Cargas.- resistencias de 75 ohm para cerrar salidas no empleadas. El divisor de FM,
permite la conexión de un receptor estereofónico.
- Splitters.- Es un componente que divide la señal de entrada en dos partes iguales.
En su posición inversa funciona como combinador. Ver figuras 2.24 a 2.28.
o Se caracteriza por sus pérdidas de inserción en dB, pero proveen gran aislamiento
entre sus puertas de salida.
o Teóricamente un divisor de 1 :2 tiene una perdida de 3 dB, en la práctica varia
entre 3.5 y 4 dB debido a las pérdidas internas y las de conexión
o Existen splitters de interior y de exterior
o Se permiten conseguir divisores de tres y cuatro vías mediante la combinación de
divisores de dos vías.
IN
IN
(-25d8 �!amiento
Figura 2.24 Splitter ideal
Figura. 2.25 Splitter real 1 :2
OUTl
-3.5 dB
OUT2
-3.5 dB
our1
-5 dB
our2
-5 dB
0Uf3 -5 dB
Figura 2.26 Splitter 1 :3 simétrico
1N
SPLITTER 1:3 ASIMETRICO
IN
.,,.----------·� OUT 1-3.5 dB
""-------..
Ou""f 2- 7dB
� Ou"T3-7dB
Figura 2.27 Splitter 1 :3 asimétrico
/ ..
..
Figura 2.28 Splitter 1 :4
�
�
�
OUT
-7
OUT
-7
OUT
-7
OUT
- 7 ..
42
- Acoplador direccional.- Un acoplador direccional o derivador es un splitter especial
en donde las salidas están desbalanceadas para proveer una salida (brazo) más
atenuada que la otra salida. Se emplea cuando sólo una fracción de la señal RF de
entrada se desea dirigir a otro sentido.
Los splitters y acopladores direccionales ideales básicamente son divisores de
potencia que no consumen señal, es decir que la suma de la potencia de todas sus
salidas es igual a la potencia de entrada del dispositivo, en la práctica tienen pérdidas
(aprx. 0.5 dB).
Este acoplador también puede ser usado en posición inversa y tendrá más
pérdidas de señal en uno de los brazos. Ver Figura 2.29, Figura 2.30, Figura 2.31.
c40dB
Figura 2.29 Acoplador direccional típico
Cuanto mayor es la potencia derivada, mayor será la pérdida de inserción. La
principal característica de este dispositivo, es la direccionalidad.
IN,_,.,===--=..,..1or---4-----e OUT
salida pasante
IN � OUT 32d6mV ¡ +30d8mV
TAP +24d6mV
1
Acoplador de 8 dB Tap DC-8
OUT salida aco lada
Figura 2.30 Acoplador de 8 dB.
IN T-
OUT -OOdBmV +32dBmV
-22dB
TAP +10dBmV
Figura 2.31 Acopladores
IN � OUT +24d8mV
i
+10d8m\
TAP B2dBmV
43
Taps.- Los taps son dispositivos pasivos que dividen una porción de la señal de
entrada en múltiples salidas, un tap es la unión de un splitter y un acoplador
direccional. Una combinación entre los elementos anteriores da lugar al Tap. Este
dispositivo es el nexo entre la red de distribución y el abonado, vía la bajada del cable
coaxial hasta el receptor de TV. Ver Figura 2.32 y Figura 2.33.
-19 dB Total
Figura 2.32 Tap 19x8
-23 dB Total
Figura 2.33 Tap 23x8
44
- Cable Coaxial.- Es un tipo de cable con dos conductores metálicos que comparten el
mismo eje y están separados por un material dieléctrico no conductor. Consiste de un
conductor central, aislante dieléctrico, blindaje conductor y cubierta protectora
opcional compuesta por elementos pasivos y activos.
Su ancho de banda es de 5 a 1000 MHz Existen cables coaxiales para enlaces
troncales y de distribución
El cable coaxial tiene una baja resistencia (impedancia de 75 ohms) lo que
permite enviar energía para obtener el máximo voltaje de transmisión es el que vamos
usar para el esquema propuesto. Los cables pueden ser:
o Flexibles.- Usado para las bajadas a abonados desde los Taps, generalmente
cables RG59, RG6 y RG11. Pueden ser del tipo simple, doble o cuádruple mallado
(mejor blindaje). Pueden incorporar para su tendido un "portante", el cual sirve
para sujetar al cable en caso de tendidos aéreos, en nuestro caso usaremos RG6.
o Semiflexibles. - El tipo de conductor externo es semi rígido ya que no son
pequeños conductores trenzados sino es un "tubo" de aluminio (mejores
cualidades mecánicas). Empleado para el tendido de redes troncales y de
distribución a abonados (0.412, 0.500, O. 750 y 1 ").
La atenuación del cable coaxial depende del diámetro (Resistividad),
longitud, temperatura y frecuencia.
2. 7 .3 Red de abonado
La red de abonado abarca desde el tap hasta el cliente, y puede constar de un
spliter para varios set-top Box y cable módems, dependiendo del requerimiento del
cliente. (Figura 2.34).
AMPLIFICADOR
TAP
Home Sul:J15c;;rib•r
Figura 2.34 Instalación de lado cliente
45
La red del abonado emplea cables muy flexibles del tipo RG11 o RG6 de longitud
máxima de 60 metros con una pérdida de 6 dB que se va tener en cuenta para los niveles
adecuados para que el cable módem pueda funcionar adecuadamente, y que en el tráfico
de bajada los niveles de SNR estén por encima de 35 dB.
Al aplicar la ecualización de retomo en el tap se reducen los efectos de las
señales no deseadas. La ecualización en el tap provee el mayor beneficio para reducir
señales no deseadas. Los taps de baja atenuación permiten mayores señales no
deseadas
CAPÍTULO 111
INGENIERÍA DEL PROYECTO
Este capitulo expone la ingeniería del proyecto. Está dividido en las siguientes
secciones: 1) Diseño de la cabecera, 2) Interconexión equipos de la cabecera, 3) Diseño
de la red troncal, 4) Implementación en el hub, 5) Diseño de la puerta de enlace de RF, 6)
Diseño del enrutador de llamadas, 7) Diseño de la red de distribución y 8)Marco legal.
3.1 Diseño de la cabecera
Como fue descrito en el capítulo 11, la cabecera es la encargada de recolectar y
generar todas las señales de video para su posterior digitalización, compresión y
multiplexación, enviándolas luego hacia el hub a través de la red de distribución IP.
El objetivo es recolectar las señales de video de diferentes tipos de proveedores
que brindan servicio. La mayoría de estos servicios son hechos a través de satélite. La
primera parte es diseñar la etapa de recepción.
Antes de implementar cada uno de los procesos que comprende la cabecera,
primero se debe determinar su ubicación ideal. Se debe tener en cuenta que el objetivo
. es brindar el servicio a Lima y que en ella se ven muchos edificios que dificultan la
recepción de la señal cuando se despliegan antenas parabólicas.
La ubicación debe estar fuera de la ciudad de Lima o en un lugar en donde no
haya edificios. Uno de estos sitios puede ser Villa El Salvador, Villa María del Triunfo o un
Lurín. La elección se debe realizar de acuerdo condiciones económicas de cada empresa
que va implementar la red HFC.
3.1.1 Diseño de la etapa de recepción
El diseño de la etapa de recepción requiere conocer con todo detalle cuales son
los servicios de video que van a ser ofrecidos a los suscriptores. El proveedor de cada
uno de estos servicios determinará si se han de usar receptores para múHiples servicios
(DigiCipher) o receptores para un único servicio (PowerVU, DBV). En unas pocas
ocasiones podrán usarse receptores para servicios cuando el formato no es DigiCipher.
Para que puedan usarse receptores de múltiples servicios con otros formatos
diferentes a DigiCipher se requiere que el servicio tenga las siguientes características:
- Video MPEG-2.
- Audio Dolby AC3 (No Musicam).
47
Los llamados formatos de codificación o encriptado son variantes que cada cual
emplea usa y manipula a su antojo, según le convenga. Es el caso de Direct TV que usa
un sistema propio de ellos que nadie más puede usar.
Los fabricantes de los equipos de Scientific Atlanta han confundido a la industria
con el llamado formato PowerVu, que no es otra cosa que el MPEG-2 tal y como lo
conocemos
DigiCipher 1 y 2, son variaciones muy malas del MPEG-2 al cual la antigua
empresa General lnstrument (GI) le adaptó ciertos componentes y los varió a su forma
actual lanzándolo bajo la marca DigiCipher que primero fue el formato 1 y luego el
Digicipher 2.(DCII) que es usado por Motorola 4DTV.
Para el presente diseño se tomará como referencia el receptor PowerVu (ver
Figura 3.1), que la mayoría de proveedores utiliza. Se contará con un receptor por cada
servicio, el receptor tendrá la entrada de antena (Banda L, conector coaxial) conectada a
la antena correspondiente y tendrá una salida de audio y video analógica en banda base.
Figura. 3.1 Receptor PowerVu
Para los servicios que son DigiCipher (receptores con multiservicio) se utilizará la
arquitectura descrita en la siguiente sección (ver figura 3.2).
3.1.2 Interconexión de equipos de la cabecera
Se conectarán a la antena correspondiente en cada salida asíncrona. Luego de
obtener la autorización de recepción de canales, se tendrá un múltiplex MPEG-2.
Figura 3.2 Receptor DigiCipher
3.1.3 Diseño de la antena satelital
48
Las bandas que se utilizan para satélite son las bandas C (frecuencias de 3, 7 a
4,2 GHz) y Ku (frecuencias de 1 O, 70 a 12, 75 GHz). La potencia de emisión para las de
para la recepción de la banda C es relativamente débil comparada con la de Ku para lo
cual se necesitan antenas parabólicas de gran tamaño .
Para el diseño se debe conocer cuales son los canales que se va a recepcionar.
Depende del proveedor que tipo de servicios o paquetes de canales se va a brindar al
subscriptor . Conociendo cuales son los canales que se va a brindar , el siguiente paso es
elegir el satélite al cual se apuntan las antenas parabólicas (ver Figura 3.3).
Figura. 3.3 Antena satelital
La antena que se va instalar es una antena parabólica de 5 mts de diámetro
construida de aluminio templado, con una base de acero para que se encuentre fija . Las
características de la antena son mostradas en la Tabla 3.1.
Tabla 3.1 Características de la antena parabólica . ··cara·ttedstlca$. Princ;ipalé$ de Anten�s:.earabólicas-para banda.e ;
.. . ,
. ·, · . : :}
Diámetro 3.00 metros 4.00 metros 5.00 metros Relación F/D 0.30 0.30 0.30
Ganancia de banda C 39.7 dB 42.19 dBi 44.13dBi Ganancia de banda Ku 49.2 dB 51.73 dBi 57.82 dBi
Distancia focal Profundidad de la 0.90 1.20 metros 1.50 metros
parábola Numero de secciones 8 12 12
Sustentación TipoAz/E1 Base de acero Base de acero Peso aprox. del plato 36.000 Kgs. 72.000 kgs 130.000 Kgs
Peso aprox. de la base 38.000 Kgs . 80.000kgs 80.000 kgs.
49
Se tomará como referencia los canales que se desean captar (ver anexo A), Esto
es relativo porque va a depender de la empresa que va a implementar la red HFC.
La empresa Digital Latin America (DLA), distribuidora de contenidos presente en
23 países de América Latina y el Caribe, anunció una selección especial para cerrar el
año con las películas más taquilleras, a través de sus servicios Pay Per View (PPV) y
Video On Demand (VOD), con el fin de entregar el mejor contenido para los cable
operadores de América Latina. Esta empresa instrumenta el sistema Pay Per View, por el
cual el usuario podrá ver películas que figuran en 16 canales (tres de ellos con productos
para adultos) mediante el pago de un adicional por película. Si bien los precios de estos
servicios están aún establecidos.
A través de DLA se ofrecerá adicionalmente un paquete con cincuenta canales de
música digital DMX, compuestos por estilos musicales: alternativa, ambiental, bailables
en español, bailables en inglés, big band, swing, blues, carnaval brasileño, country,
cumbia, éxitos de los '70, etc. DLA incluye The Soundtrack Channel, canal de videos
musicales de películas y bandas de sonido, de reconocida calidad en audio y video.
Conocidos los canales que se van a recepcionar debemos buscar cual satélite los
provee. En la siguiente pagina: http://www.lyngsat-address.com se encuentra información
de cada uno de los canales de televisión y que satélite lo esta proporcionando. Con la
información obtenida se decide apuntar las antenas a los siguientes satélites: Satmex5,
lntelsat 1 R, lntelsat 805 y Hispansat, NSS 806, lntelsat 3, e lntelsat 9. Las antenas se
conectan a un Splitter de Banda L 1 x32 o a un Splitter Banda L 1x16, la salida del Splitter
alimenta los receptores correspondientes.
El siguiente paso después de conectar los receptores hacia los splitter, se realiza
la configuración de cada uno de los receptores. Se toma cómo referencia el Universal
Channel transmitido por el satélite INTELSAT 9. Los parámetros que se requiere
configurar en el receptor para recibir esta señal son: 1) Canal: Universal Channel, 2)
Sistema de encriptación: PowerVu, 3) Frecuencia: 3720 Mhz Vertical, 4) SR-FEC/SID
VPID: 27690-7/8
Este canal no es gratuito. Para acceder a él se debe contactar con el proveedor y
. brindar la Unit Address del receptor para que autorice y brinde la clave para poder recibir
la señal respectiva. De esta misma forma se procede para recibir la señal de los demás
canales.
Nota: Unit Address es equivalente a MAC Address. En redes de computadoras la dirección MAC (Media Access Control o control de acceso al medio) es un identificador de 48 bits que corresponde de forma única a una ethernet de red. Cada dispositivo tiene su propia dirección MAC determinada y configurada por el IEEE (los últimos 24 bits) y el fabricante (los primeros 24 bits).
50
Una vez que se haya contactado con los proveedores y que ellos brinden la
autorización, se empezará a recibir la señal de video de los canales que se quiere
transmitir. De la misma forma se puede recibir los canales HD con sus respectivos
Receptores.
3.1.4 Canales HD
Telmex tiene cómo objetivo brindar este servicio al público. Empresas de Cable ya
están brindando este servicio con uno o dos canales HD.
En la página http://www.lyngsat-address.com se da información de los
proveedores que prestan este servicio en formato HD. El sistema de encriptación que se
esta empleando para canales HD es DVB, MPEG-4/HD o PowerVu.
Se toma cómo ejemplo la señal de Movie City HD a través de satelite lntelsat 11.
Se verifica que el formato que se está encriptando es el DVB, MPEG-2/HD y PowerVu,
configurando el receptor para poder recibir la señal en formato HD.
3.1.5 Diseño para la recepción de canales locales
Las bandas utilizadas son VHF y UHF asignadas para televisión señal abierta,
estas se encuentran reguladas por el MTC. Ver en la Tabla 3.2 los canales disponibles.
Tabla 3.2 Canales locales :.Baín�a .· VHF VHF
VHF
VHF VHF
VHF VHF
UHF UHF
UHF
Canal • ,
· , · -.
2 4
5
7 9
11 13
15 17
33
Pól1ádorá visual (MHz)
55.25 67.25
77.25
175.25 187.25
199.25 211.25
477.25 489.25
585.25
Las señales VHF y UHF se recibirán haciendo uso de una antena Yagui, una para
cada canal. El cable para el transporte de estas señales es coaxial tipo RG-6 o similar,
conector F de 75 OHMS. La antena Yagui se conecta a un demodulador VHF-UHF, para
luego ser conectado a un encoder.
3.2 Interconexión de equipos de la cabecera
El cable coaxial es menos caro que la fibra óptica y es ideal para la interconexión
de de los equipos en cabecera digital. Sin embargo, la atenuación del cable coaxial se
limita al alcance de unos 5 metros.
La fibra óptica es más cara que el cable coaxial pero tiene mas alcance, la fibra
multimodo tiene un alcance de hasta 100 kilómetros, pero no se puede utilizar por si sólo
requiere de transceptores de fibra.
51
3.2.1 Encoders
Es el equipo encargado de digitalizar el video que viene del receptor en formato
NTSC y fuego enviado al multiplexor. Se elige el SE-1010 de Motorofa. Ver Figura 3.4 .
. - ' . -- .- - . ' . . -� " � ' � � - - '
• \} w,,.¡_n,fl,'Wlfiot{'""--"" .. . ,,,,,,.. . -
Figura 3.4 Encoder SE-1010
Este equipo posee fas siguientes características:
- Opera con señales analógicas NTSC, PAL-8, PAL-N, PAL-M.
- Soporta distintos niveles de resolución
- Soporta distintos tipos y niveles de compresión
- Tiene una entrada digital de video (625 o 525 SDI)
- Soporte de Audio Dolby y Musicam
Soporta distintas tasas de compresión
- Soporta distintas tasas de muestreo
3.2.2 Multiplexor
Es el equipo encargado de realizar el multiplexado en tramas de transporte,
codificación y compresión de audio y video a través del estándar MPG2.
las alternativas para los equipos de multiplexado son el TMX 2010 y el
Cherrypicker (ver Figura 3.5). Para el diseño se elegirá el Cherrypicker debido a que
permite multiplexar fa señal de entrada que proviene del satélite, la señal de encoder
local, los servidores de video y dinámicamente las rutas seleccionadas de los programas,
agrega señales de video sobre formato DHEI, DVB-ASI, ATM, Fast Ethernet, y Gigabit
Ethernet (GigE).
Una vez que son recibidas todas las señales, ya sean las provenientes de los
satélites, las locales, etc., estas son mezclados, comprimidas y codificadas para enviarlas
a los hubs respectivos de cada distrito a través de IP. Los paquetes MPEG-2 transport
streams en paralelo con modulación de 256QAM para video permiten juntar 4 canales
high definition (HD) en un canal.
Figura 3.5 Cherrypicker
dB canalés'• · . �en<fent8s · • ·. . Canales descendentes ...... ;;;;,;;,� .. �-, . e--'. .... ;: .. :. .• :.;..; .. .; .. :.:. ........... ;. . .; .... .;. ............ .;.:. ............. :.;;. .. ;..;,;;. .. .:;_..,.
··.s· · 42··54
Figura 3.6
3.2.3 Frecuencias de la red HFC
X
. ' <
ªª"ª� 'd� l . · .->seffaíeif:.,
c11'g1taíej;:_. · . .-.. ·-•,. --. ·. "•.·.'. .- _-. .. ,
.. 860
Diagramas de Frecuencias
Frecuencia (MHz)
52
Una vez que las señales son recepcionadas, procesadas y reunidas, estas son moduladas en una respectiva frecuencia. El diseño requerido parte de las consideraciones generales mostradas en la Figura 3.6, en un ancho de banda de todo el espectro de 1GHz. 3.2.4 Sistema de control de acceso
El paso previo desarrollo todo el procesamiento de la senal. Ahora debe ser incluido un control de acceso al sistema que seria facilitado desde la cabecera para lo cual es necesario una supercomputadora que facilite el control de acceso al sistema, así como también para el sistema de generación de claves y para el sistema de direccionamiento de los Set-top Box. También incluye un sistema de facturación o Billing).
El sistema de Acceso Condicional (CAS) es el elemento clave del sistema digital. Por dicha razón su invulnerabilidad es fundamental para un lanzamiento exitoso de TV digital por cualquier empresa que implemente la infraestructura HFC.
Con el propósito de elegir el equipo que se encargue del sistema de acceso, se elige al DAC de Motorola que usa Acceso Condicional MediaCipher que ha demostrado su invulnerabilidad por más de 15 anos, y ha sido galardonado con los Emmy Awards en reconocimiento a su ayuda en la protección de contenido de la señal de video. 3.2.5 DAC (Controlador de Acceso Digital)
Son una serie de aplicaciones de software de Motorola que operan en una poderosa estación de trabajo poseedora de múltiples conexiones de red de alta velocidad y alta capacidad de Entrada/Salida. El DAC provee la operación central para coordinar funciones entre todas las unidades del sistema de Motorola. Es el punto central de la información esencial de la red, es decir, entradas de nombre de servicios de TS
· (Transport Stream o Flujo de Transporte), módulos de software de Set-top Box, nombrede servicios encriptados, identidades de Set-top Box y asignación de frecuencias desalida (ver Figura 3. 7).
53
El DAC provee el aprovisionamiento y administración distribuyendo mensajes
singlecast, multicast y broadcast a los servidores RADD vía transmisiones cíclicas a
través de la red.
El DAC almacena los objetos a descargar, y son enviados a un servidor RADD
específico para hacer esta descarga a la comunidad de Set-top Box. La calendarización
de la descarga es administrada por un conjunto de condiciones lógicas que se definen en
el DAC.
Nota: RADD es un servidor remoto cuya función es la de realizar las tareas periódicas relacionadas a los decodificadores: descarga de aplicaciones, recolección de compras, etc.
El sistema del DAC-6000 puede ser diseñado a escala en varias dimensiones. La
primera y más crítica es la habilidad de agregar RADDs a medida que el sistema de cable
crece. El RADD hoy en día puede soportar un máximo de 250,000 Set-top Box digitales
con una recomendación típica de 100,000 Set-top Box en dos vías. El DAC tiene
limitaciones en cuanto al número de RADDs que pueda soportar.
El límite de 250,000 STBs para un RADD es basado únicamente en el tamaño de
memoria de la plataforma del RADD, pero no es una restricción en finne, por lo que en un
futuro si se necesita mayor cantidad de usuarios pueden usarse futuras versiones del
servidor de HW correspondiente (actualmente se soporta el SUN V100 ó V120).
SERVIDOR DE FACTURACION
Cherrypicker
·. DAC
SÉM
... __..
�- . . ... -JI..
• - •
QM2000
Figura 3. 7 DAC (Controlador de Acceso Digital)
3.3 Diseño de la red troncal (Transporte)
54
La cabecera principal, cuya función es recepcionar todo tipo de señal de video
para luego procesarla es distribuida en formato Multiple Program Transport Stream
(MPTS) hacia el hub.
Nota:
MPTS es cuando hay más de un programa multiplexado en un único flujo de transporte. Puede contener varios programas de TV codificados con diferentes niveles de compresión, dependiendo del tipo de imágenes que contengan (retransmisiones deportivas, dibujos animados, cine en blanco y negro, etc.). En su contraparte, SPTS (Single Program Transport Stream) es cuando el flujo de transporte contiene únicamente un programa, una combinación simple de audio y vldeo.
El diseño de la red de transporte abarca la comunicación entre todos los hubs y la
cabecera, la implementación de cada uno de los hubs y la comunicación del hub hacia el
nodo óptico. El primer paso es la comunicación que se efectúa entre cada uno de los
hubs con la cabecera respectiva.
El MPTS es enviado vía IP Gigabit Ethernet hacia el hub. Puede ser a través de la
red MPLS o a través de un proveedor que pueda realizar el transporte entre la cabecera y
todos los hubs.
El diseño se basa en nueve distritos de Lima para el primer anillo (Figura 3.8) los
cuales son: San Juan de Miraflores, Miraflores, San Isidro, Breña, Lince, Surquillo, San
Borja, Santiago de Surco y La Molina
Se escogió cómo localización de la cabecera a Villa María del Triunfo. El paso
siguiente es sería habilitar la comunicación entre la cabecera y todos los hubs a través de
IP, esto se puede realizar de dos maneras:
1. Construir una infraestructura tendiendo fibra entre Villa María y cada uno de los hubs
respectivos
2. Contratar a un proveedor brindar la comunicación respectiva.
Figura. 3.8 Ubicación de cabecera y hub
55
Para poder transmitir toda la señal desde la cabecera hacia todos los hubs a
través de la red SDH, se necesita un equipo en cada hub el cual puede ser el OSN 3500.
Cada uno de los enlaces son de Gigabit Ethernet los cuales necesitan estar habilitados
(ver Figura 3.9).
ANILLO 10G
SDH-NG f@•u•
HUB
Figura 3.9 Anillo SDH entre la cabecera (headend) y el Hub
3.4 Implementación en el hub
Las señales llegan hacia los hubs de video en una interfaz Gigabit Ethernet. El
siguiente paso es encriptarlas y modularlas en RF para su envío hacia el nodo óptico.
Las tramas llegan a los hub y son recibidos por el modulador para su trasmisión
en RF. Por otro lado, otros moduladores son destinados también para brindar servicios
adicionales que el proveedor desee brindar hacia el subscriptor, cómo por ejemplo el
contenido de VOD que se deriva directamente de un servidor ubicado dentro del mismo
hub.
De las alternativas de equipamiento se seleccionan los siguientes dispositivos y
que serán descritos en las siguientes secciones:
- Modulador SEM
Servidor remoto de video RADD6000Encryptor/Modulator)
- Emisor de señales de video OM-2000
Demodulador de retomo ARPO.
3.4.1 Modulador SEM (Smart Stream Encryptor/Modulator)
El SEM de Motorola realiza la multiplexación y re-multiplexación, tiene capacidad
para encriptar en tiempo real un gran número de servicios a través de 8 canales de
56
cables de 64 o 256 QAM distintos en un único espacio de unidad rack. Posee soporte
para las tecnologías de transporte GigE como para la ASI. Motorola SEM distribuye
eficazmente cientos de emisiones individuales directamente a los abonados. La
encriptación del SEM es parte del premiado sistema de acceso condicional de Motorola
MediaCipher, que actualmente asegura el contenido emitido a más de 20 millones de
abonados.
3.4.2 Servidor remoto de video RADD6000
Es un servidor remoto cuya función es la de realizar las tareas periódicas
relacionadas a los decodificadores: descarga de aplicaciones, recolección de compras,
etc. La idea es liberar al DAC de tareas del tipo repetitiva, así como disminuir
notoriamente el tráfico IP en la troncal del proveedor. Ver Figura 3.1 O.
Figura 3.10 Servidor remoto de video RADD6000
3.4.3 Emisor de señales de video OM-2000
Es el modulador fuera de banda (OM, de sus siglas en inglés Out-of-Band
Modulator) destinado a transmitir una señal QPSK hacia los decodificadores. Esta señal
QPSK brinda a los decodificadores la información proveniente de paquetes UDP desde el
DAC y el RADD. Ver Figura 3.11. Out-of-Band (OOB) o fuera de banda se refiere al
trafico de datos que existe en la red de cable.
• e>•- -, ;¡,::..; 77 :� .-. • , �
- ' -- ). -- -
Figura 3.11 Emisor de señales de video OM-2000
Nota: User Datagram Protocol (UDP), es un protocolo del nivel de transporte basado en el intercambio de datagramas. Permite el envío de datagramas a través de la red sin que se haya establecido previamente una conexión.
3.4.4 Demodulador de retorno (ARPO)
De sus siglas en inglés Advanced Return Path Demodulator. Recibe
comunicaciones de los decodificadores (señales QPSK) y las transforma en paquetes
UDP dirigidos al DAC y RADD.(Figura 3.12)
Figura 3.12 Demodulador de retomo ARPD
57
Estos equipos presentan una gran ventaja respecto a la utilización de los CMTS
por varias razones, entre ellas: - No hay límite de Unit Adress por placa demoduladora, ya que la única limitación está
dada por el nivel de ruido de la red HFC.- Es un equipo que está optimizado para trabajar en las bandas más bajas de la vía de
retomo, liberando espectro para otras aplicaciones que requieran "espacios" más
limpios.- Un Chasis ARPO permite brindar interactividad a unos 35000 HP, a un costo mucho
menor que los CMTSs necesarios para soportar esa misma cantidad.- Es mucho más efectivo que los CMTSs en lo que respecta a espacio.- Posibilita que el módulo de retomo en los Set-top Box sea mucho más económico
En la figura 3.13 se muestra la interconexión de todos los equipos de video. Se
indican los valores de potencia de salida.
MONITOREO DE FUENTES
MONITORES. Nooó
-12.4
. � � � •- . - -� - .
. SEÑALES · FUTURAS
·ca·· -...
, . .;;a. ...
44dB
Figura 3.13 Diagrama de unión de todas las señales
3.4.5 Transmisores y Receptores Ópticos
Uno de los equipos seleccionados es el OmniStar GX2, una plataforma de
transmisión óptica en banda ancha, que opera en un ancho de banda de 5Mhz a 1 Ghz.
58
Figura 3.14 Omnistar GX2
El sistema OmniStar® GX2 (ver Figura 3.14) es una línea completa de productos
de fibra óptica diseñado para el transporte de señales de video y data en televisión por
cable (CA TV) y sus respectivas aplicaciones. Es un sistema flexible en estas aplicaciones
e incluye una series de módulos y opciones que pueden ser seleccionadas para que se
puede acomodar a los requerimientos del sistema.
Esta plataforma tiene 16 módulos de tarjetas, cada una de ellas con 4 conectores
ópticos los cuales pueden ser TX o RX que va. ir hacia el nodo óptico vía fibra óptica (ver
Figura 3. 15).
Figura 3.15 Tarjeta del OmniStar® GX2
Las tarjetas a utilizar son:
- CX2-CM100B.- Es una tarjeta de monitoreo.
CX2-RX200BX2.- Es una tarjeta con 2 receptores(proveniente de 2 nodos distintos) y
un sistemas de control compartido
- CX2-LM10008.- Es una tarjeta de que tiene 2 transmisores (dirigido hacia 2 nodos
distintos) y un sistema de control compartido.
En la figura 3.16 se puede notar que todas as señales de datos, video y telefonía
son juntadas para luego dividirse y dirigirse a cada uno de los nodos respectivos de la red
HFC.
-46
-
;.:,
+28dB
-2
·4
12.2dB
-4.6
29.2dB -
;.:, -12.4 +28dB
-
co
- 2.4 23.2dB
1------1 GX2-LM 100B
---,-..-- •··-\ GX2-LM1008 !
1--_:._---1GX2-LM100B
1------1GX2-LM100B
1------1GX2-L.M100B
1------1 GX2-LM1008
,__ _ ___, GX2-LM1008
,__ _ ___, GX2-LM100B
ALIMENTA 16 NODOS
-12.4
1------'GX2-LM1008
'------'GX2-LM1008
1------1GX2-LM1008
---jGX2-LM100B!
1------1GX2-LM1008
1------1GX2-LM1008
-----! GX2-LM100B !
-----l GX2-LM100B ! 1
1
1
1
1
1
1
1
1------1 GX2-LM1008
,___ _ __, GX2-LM1008
1------IGX2-LM1008
- -----jGX2-LM1008!
co --· ---·I GX2-LM10081
1------1 GX2-LM1008
1...-_---1 GX2-LM1008
------\ GX2-LM1008 I
1-------< GX2-LM1008
--------� GX2-LM100B i
>--------1 GX2-LM100B
1-----'I GX2-LM100B 1
1------1GX2-LM100�
,____..........., GX2-LM 100-:si
1------1 GX2-LM10ÓB
- - - --jGX2-LM100B i
Figura 3.16 Diagrama de de la salida hacia los Nodos Ópticos
3.5 Diseño de la puerta de enlace de RF (CMTS)
59
En esta sección se explicará el diseño del gateway de RF. De las alternativas de
equipamiento se selecciona el CMTS de Motorola BSR64000. En la Figura 3.17 se
muestra la conexión del CMTS con Internet y con la red HFC.
Figura 3.17 Diagrama del gateway de RF (CMTS)
60
En las siguientes lineas se establecerán los parámetros de tráfico de subida y de
bajada, la conectividad, la calidad de servicio y el tipo de direccionamiento en el CMTS de
Motorola BSR64000.
3.5.1 Tráfico de bajada (Downstream OS)
Se selecciona la modulación 256 QAM a 6Mhz. Esto provee una capacidad por
cada puerto tráfico de bajada bruta de 42 Mbps de los cuales sólo es utilizable 38 Mbps
(aprox. 90%). Los canales 81(567Mhz), 82, 83, 84 están reservados para DOCSIS 3.0. La
potencia de la salida del CMTS es 55 dBmv.
3.5.2 Tráfico de subida (Upstream US)
Se selecciona la modulación 64 QAM a 6.4Mhz. Las frecuencias usadas son 36.8,
30.4, 24.0 y 17.6 Mhz. La potencia al ingreso del CMTS es 14 dBmV.
3.5.3 Conectividad
La salida de cada puerto para el tráfico de bajada se divide para atacar una cierta
cantidad de nodos a través de los transmisores ópticos. De la misma manera, una
determinada cantidad de nodos recibidos en los receptores ópticos se combinan para
luego ingresar a los puertos del tráfico de subida. Sin embargo, ya que irá creciendo la
cantidad de clientes, es recomendable una configuración en la que sólo se conecte un
nodo por cada puerto de tráfico de subida, de tal manera que se minimicen los posibles
efectos de ruido de señales no deseadas en la banda de retomo y maximizar el ancho de
banda disponible para cada nodo. Si se estimará conveniente proveer mayor capacidad
en el futuro, se podría conectar un nodo a más de un puerto de tráfico de subida.
Cada tarjeta es de 2x8, lo que significa 2 OS x 8 US o 1 OS x 4 US Cómo fue
mencionado, se va a realizar la siguiente conexión: A cada hub se conectarán 8 nodos
por puerto US (32 nodos por puerto Downstream). El CMTS tiene 16 ranuras enumeradas
del O al 15 de los cuales la ranura 6 es redundante de las tarjetas 2x8, la ranura 7 es el
modulo de supervisión de recursos (SRM), la ranura 8 es redundante del SRM, la ranura
61
15 es el Modulo de Gigabit Ethernet, y la ranura 14 su respectiva redundancia de los
cuales quedan 11 ranuras para RF.
Es recomendable conectar hasta doscientos usuarios por puerto de tráfico de
subida (US) del CMTS, sin embargo esto varía por varios factores tales cómo la
concurrencia del servicio (usuarios activos en un mismo tiempo) y los anchos de bandas
de los servicios ofrecidos a los clientes. En la práctica, se ha encontrado que doscientos
clientes es un número promedio para un puerto US del CMTS.
La Figura 3.18 muestra el diagrama general de la arquitectura de RF en el hub.
DS
us
••
23.2dB. '"' �\•<'.'{}.
_.a,--'-.,,....· IG><2-�M100BI. .
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.. ·. ··.· • ·.··.·.·.· 1 <3X2-1.t.1foos 1
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_______,_..--'------tl$X2-LM100BJ
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-�IGX2-LM100BI
--·--;··.· 1GX2-LM100BI
�-···•··--<•_ J 9Xí-Lrv110QB,j.
Figura 3.18 Conexiones del gateway de RF (CMTS)
Para tener los valores de potencia en OS de 55dBmv y US de 14 dBmv se va ha
realizar un balanceo si es requerido para obtener estos valores de potencia, en la cual se
va utilizar atenuadores y/o amplificadores en alguna parte de la red de RF, para adecuar
los niveles de potencia a los valores requeridos por los equipos activos.
62
3.5.4 lnteñaces Gigabit
Cada módulo BSR6400 tiene 2 interfaces de fibra monomodo de 1310 nm para
conectarse a un switch Cisco (él que se conecta con todos los hubs).
Cada interfaz se divide en sub-interfases:
- Una Sub-interfaz para la VPN de Aprovisionamiento y Gestión
- Una Sub-interfaz para la VPN de Internet
- Una Sub-interfaz para la VPN de Telefonía
Nota: Una red privada virtual � se construye a base de conexiones realizadas sobre una infraestructura compartida, con funcionalidades de red y de seguridad equivalentes a las que se obtienen con una red privada. El objetivo de las VPNs es el soporte de aplicaciones intra/extranet, integrando aplicaciones multimedia de voz, datos y vídeo sobre infraestructuras de comunicaciones eficaces y rentables. La seguridad supone aislamiento, y "privada" indica que el usuario "cree" que posee los enlaces. Las IP VPNs son soluciones de comunicación VPN basada en el protocolo de red IP de la Internet.
3.5.5 Direccionamiento
Las interfaces de cable requieren que se asignen las siguientes direcciones IP
- Direcciones IP Privadas para Cablemodems
- Direcciones IP Privadas para MTAs
- Direcciones IP Privadas para CPEs (auto-aprovisionamiento inicial)
- Direcciones IP Públicas para CPEs (navegación)
3.5.6 Calidad de servicio (QoS)
El CMTS entregará los paquetes marcados con calidad de servicio DSCP de la
siguiente manera:
• Señalización y Routing: DSCP 48
• Voz: DSCP 40
• Gestión: DSCP 16
• Internet: DSCP O
Nota: DSCP (de sus siglas en inglés Differentiated Services Code Point) hace referencia al segundo byte en la cabecera de los paquetes IP que se utiliza para diferenciar la calidad en la comunicación que quieren los datos que se transportan. Originalmente fue definido este byte para ser usado con otro formato: ToS (type of service = tipo de servicio) pero con el mismo objetivo de diferenciar el tráfico. Los bit del O al 5 son para DSCP, el bit 6 y 7 no se usan.
3.6 Diseño del enrutador de llamadas
En esta sección se describe el diseño de la parte de telefonia. El equipo que será
utilizado en la red HFC es el SAFARI C3. Los Codees que se usan y su periodo de
packetización son:
- Voz: G.729 & G.711 ley A 20 ms Fax: T.38 & G.711 Ley A.
63
- Voz: G. 729 (prioridad O) & G. 711 ley A (prioridad 1 ), 20 ms Fax: T.38 & G. 711 ley A
(prioridad 1 ).
Se debe tener en cuenta que el MTA presentará al sistema los codees que tiene
disponible, siendo responsabilidad del softswitch la selección del codee a utilizar en cada
llamada.
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OPERADOR LOCAL OPERADOR LOCAL YLD�
SWITCH TELMEX SWITCH TELEFO. CA
Figura 3.19 Interconexión del enrutador de llamadas
3.6.1 Enrutador de llamadas SAFARI C3
La solución de conmutación más simple para voz sobre protocolo de Internet
(VolP), la más flexible y eficiente en cuanto a los costos que se encuentra disponible, es
totalmente escalable y está diseñada para integrarse a la perfección en un entorno de
cable.
64
Una de las consideraciones importantes en telefonía es asegurar la calidad del servicio para la red LAN. Es necesario marcar los paquetes de Voz y señalización MGCP con un Tos (Type of Service) en la cabecera de IP. Adicional a esto, debe establecerse las políticas de prioridad en los equipos de datos para que le den prioridad a los paquetes que sean identificados como voz o señalización MGCP.
El enrutador de llamadas SAFARI C3 va a ser ubicado en la cabecera e implementado un sistema centralizado donde SAFARI C3 reúne todos los componentes para la telefonía en un sólo equipo. Tiene muchas ventajas comparado con los sistemas distribuidos los cuales requieren múltiples elementos de red y hasta cinco proveedores diferentes para crear un sólo sistema de voz, lo cual hace que la implementación se vuelva muy compleja y de alto costo operativo. 3.6.2 Interconexión
La interconexión con los operadores de telefonía puede ser realizada con el operador de Telefónica ya que es un operador local y nacional para la interconexión a través de la red SDH. Ver Figura 3. 19. 3. 7 Diseño de la red de distribución
En esta sección se describe la etapa de la red HFC que va desde el hub hasta el abonado final. Se tomará cómo referencia una determinada área de san Isidro para el desarrollo. Ver Figura 3.20.
El objetivo del diseño es obtener ciertos niveles de potencia en US Y DS en el tap, los cuales son los siguientes: - Nivel de Forward RF channel (72/133) 18-20 dB +- un error de 2d8- Nivel descendente de cable módem: 18 +- 2 dB de error- Nivel ascendente de cable módem: 47 dB.
Considerando que la conexión del Tap hacia cliente existen un aproximado 50 metros de cable RG-06 con una perdida de 4 dB mas la pérdida del splitter es de 3 dB se tendría los siguientes niveles del abonado:
Nivel de forward RF ch(72/133) 12-14 +- un error de 2 dB - Nivel descendente del cable módem : 12 +- 2 dB de error- Nivele ascendente del cable módem 54-47 dB.
3. 7 .1 Empalme de la línea principal de fibra óptica
Una vez que se completa todo o gran parte del diseño de la red, se ensamblan las impresiones de diseño para poder desplegar la línea óptica principal. En general, la línea óptica principal se interconectará con el extremo superior (con el hub), en la oficina central (o cualquier punto dónde se localicen los láseres) con cada uno de los receptores ópticos dentro de la red.
65
La planeación de la ruta deberá tratar de minimizar la distancia entre cada
receptor óptico, pero también las rutas de entrada las cuales se encuentran protegidas y
que proporcionan un acceso fácil. También se pueden preferir las rutas comunes para
minimizar el costo de la construcción al utilizar cubiertas comunes.
Una alternativa es utilizar las fibras existentes para minimizar los costos de
construcción, por lo tanto, es importante documentar y tener disponible los mapas
precisos de la fibra y de las fibras de repuesto para el diseñador de la red óptica.
Figura 3.20 Diagrama del área delimitada por el nodo (San Isidro, ver 3. 7)
3. 7 .2 Ubicación del nodo
Teniendo lo requerimientos necesarios de los niveles de potencia de US Y DS en
el tap, lo primero que debe realizarse es determinar la ubicación del nodo óptico dentro
del área delimitada. Debe tenerse en cuenta que siempre esté disponible y accesible. A
veces estos aspectos traen conflictos entre el personal de diseño de la red y del área de
construcción, quienes instalan el nodo óptico
Una vez que sea aprobaron las ubicaciones de los nodos, se puede proceder con
el diseño RF. La arquitectura del sistema desempeña un papel dominante para el diseño
RF de las redes HFC.
3. 7.3 Software de ingeniería del diseño
66
Actualmente existen en la industria diferentes programas de software disponibles
para el diseño de HFC. Se opta para este diseño el programa Lode Data V5.0 Design
Assistant Program.
El programa Lode Data es básicamente una herramienta para calcular de tipo de
hoja de cálculo. Es utilizado desde 1983. El programa cuenta con un paquete con
interfase de prueba la cual realiza los cálculos del diseño y se genera un archivo en
AutoCAD. No existe relación con ninguna base de datos inteligente y los archivos gráficos
del Lode Data y AutoCAD. El diseñador de la red introduce manualmente los datos del
mapa en el Lode Data y procede con el diseño de la red en un formato de tipo hoja de
cálculo. En este nivel no existe interfase gráfica, una vez que se completaron los cálculos
manualmente se dibuja en Autocad.
3.8 Marco legal
Para el servicio de telefonía fija, el Ministerio de Transporte y Telecomunicaciones
(MTC) tiene competencia en la política de otorgamiento de concesiones. El plazo de la
concesión es de 50 años pero generalmente se otorga 20 años.
El artículo 147 de las normas legales del MTC indica que el otorgamiento de la
concesión es única. Se confiere al solicitante la condición de concesionario para la
prestación de servicios públicos de telecomunicaciones establecidas en la legislación.
Osiptel tiene competencia exclusiva sobre temas de interconexión de servicios
públicos de telecomunicaciones, entre los cuales están las políticas de interconexión,
tales cómo el tipo de señalización (SS7) y los cargos de interconexión
CAPÍTULO IV
ANÁLISIS Y PRESENTACIÓN DE RESULTADOS
En el presente capitulo se tocan los temas involucrados a la economía y al
cronograma del proyecto de ingeniería.
4.1 Estimación de costos
La estimación de costos significa un cálculo aproximado, debido a que existen en
diferentes marcas de dispositivos que pueden ser usados para implementar la red HFC.
Para realizar la estimación de costos, se ha considerado a nueve distritos de Lima
con doscientos nodos en planta externa para cubrir todo el área que abarca estos
distritos, el anillo que comprende al nodo que se va a diseñar y la respectiva redundancia
de fibra, la construcción de los nueve hubs para estos distritos y la cabecera respectiva.
Para efectos didácticos, la relación de precios estimados (equipos a usar en la
cabecera, hub y red de transporte y distribución) se ha dividido en dos tablas que
aparecen a continuación (Tabla 4.1 y Tabla 4.2).
Tabla4.1 Precio detallado de tos equipos de la red HFC.
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DAC6000 Internacional 1 95,000.00 95,000.00
Rece tor POWER VU 9850 40 4,000.00 160,000.00
8 5,000.00 40,000.00
SPLITER X16 BANDA L 7 1,000.00 7,000.00
Demodulador VHF-UHF 6 4,000.00 24,000.00
VOD SERVER 1 30,000.00 30,000.00
Encoder SE-1010 80 4,000.00 320,000.00 Antenas arabólicas 7 8,000.00 56,000.00 Modulador QPSK fuera de banda 9 2,700.00 24,300.00
7 40,000.00 280,000.00 SEM encri tor modulador 23 9,600.00 220,800.00 APEX 1000 QAM 30 19,000.00 570,000.00
8 2,400.00 192,000.00 8 7,020.00 56,160.00 1 9,750.00 9,750.00
2.0 108 14,820.00 1600,560.00
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68
Tabla 4.2 Precio detallado de los equipos de la red HFC
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Redundant High Density 2:8 Docsis 2.0 Module CMTS SAFARI C3 Plug-in Attenuator( diferentes valoresº) Local de la Cabecera Tap Amplificador(BT1 00K-4HXXH-F) Amplificador(BT1 00K-3HXXH-F) Amplificador(MB 1 00K-2HXXH-F) Nodo Óptico Simulador(T-CS-diferente valores) Ecualizador(T-EQ-diferente valores) Eq. de Retomo(SRE-S) Eq. Forward (SFE-100-) Atenuador(JPX-**) Transmisor intemo(SG4-EIFPT/SC) Receptor intemo(SG4-R-100/SC) Fuentes internas (SG4-Power Supply) Tarjeta de Redundancia (Redundant Split) Transponder (LL-SC4-HMS 52/13} Acoplador(SSP-*) Locales de nueve hubs Gabinete 42UR semv8 ARPO OM2000 RADD Servidor de facturacion Servidores provisionamiento HMTS Cable RG500(rodillo} Cable RG 11( caía ) Cable RG6(caja) :$ubJotal .. PRl:;CIQ.TOtAL
-··· .. . .. . · . .
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9 21,450.00 193,050.00 9 70,200.00 631,800.00 2 90,000.00 180,000.00
90400 2.6.00 235,040.00 1 1 '000,000.00 1 '000,000.00
25800 60.00 1 '548,000.00 360 3,000.00 1 '080,000.00 180 2,000.00 360,000.00 390 1,500.00 585,000.00 200 75,000.00 15'000,000.00
13200 10.00 132,000.00 12200 15.00 183,000.00 1000 20.00 20,000.00 2200 15.00 33,000.00
18000 10.00 180,000.00 400 500.00 200,000.00 400 500.00 200,000.00 600 400.00 240,000.00
200 400.00 80,000.00 200 500.00 100,000.00 600 40.00 24,000.00
9 300,000.00 2'700,000.00 100 620.00 62,000.00 18 8,500.00 153,000.00 9 30,000.00 270,000.00 9 25,000.00 225,000.00
18 23,000.00 414,000.00 1 10,000.00 10,000.00 8 8,000.00 64,000.00 9 26,000.00 234,000.00 9 60,000.00 540,000.00
45 1,000.00 45,000.00 45 1,000.00 45,000.00 .·· .'. •
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Cómo fue mencionado, el diseño se basa en nueve distritos de Lima: San Juan de
Miraflores, Miraflores, San Isidro, Breña, Lince, Surquillo, San Borja, Santiago de Surco y
La Molina
El valor estimado en costos de equipos y emplazamientos para la instalación de la
red HFC es de $30'652,460.00 US dólares. El costo estimado es solo de la
implementación, pero también se tienen que añadir los siguientes costos:
- Mano de obra para la construcción de la red HFC.
- Capacitación del personal
- Alquiler o construcción de lo postes por donde va ir el cable coaxial y fibra óptica
- Prestación de servicios de cada proveedor de Video
- Licencia de construcción, etc.
69
La inversión total para la instalación de la red HFC es aproximadamente de 50
millones de dólares americanos.
4.2 Cronograma
En la siguiente tabla se muestra de manera esquemática los tiempos invertidos
para el diseño e implementación.
Balanceo de equipos
Pruebas y comisionamiento
Ca acitación
En el siguiente capitulo se presentan las conclusiones y recomendaciones
relacionadas con presente trabajo.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Conclusiones
1. El presente informe abarca diseño de la red HFC para Lima, que permitirá la
convergencia de los tres servicios Internet, telefonía y cable a través de una misma
plataforma lo que permite reducir costos de interconexión, ya que con otras
tecnologías se utiliza una infraestructura para cada uno de estos servicios por
separado elevando sus costos de implementación.
2. La infraestructura de la red HFC soporta varios servicios adicionales, lo cual va
depender de los proveedores que tipo de servicios adicionales van a brindar a sus
abonados tales como PPV donde el cliente podrá comprar las películas que desea
ver, cómo también VOD, tripartita, técnicas de fidelización, guía interactiva de cable,
propagandas comerciales seleccionados por sectores, etc.
3. La implementación de la red HFC beneficiará al público de Lima con nuevos planes
telefónicos, televisión digital, gran ancho de banda a precios económicos.
4. En la construcción de la red HFC se tuvo en cuenta que el ancho de cada canal es de
6Mhz y cuatro canales para sincronización de cable módems, el proveedor elige el
tipo de modulación, por ejemplo para una modulación de 512 QAM se tendría un
ancho de banda de 46.08 Mbps por cada canal, y para 256QAM se tendría un ancho
de banda de 40.96 Mbps. El tipo de modulación a elegir va a depender del tipo de
demanda y también del costo beneficio en que el proveedor de servicios tome la
decisión para implementar en la red HFC.
5. La arquitectura de red de acceso HFC no sólo brinda a sus abonados servicios de
cable, Internet y telefonía, sino también las facilidades para los abonados y
proveedores tal cómo la posibilidad de estar permanentemente conectados, y que
sólo se les facture por el tiempo que están realmente utilizando los recursos del
sistema, flat o por cantidad de datos recibidos y transmitidos. Del mismo modo se
permite la difusión de datos (de noticias, juegos multiusuario, descarga de software,
etc.) a todos o sólo a grupos específicos de usuarios servicios.
71
Recomendaciones
1. Al realizar el despliegue de la red HFC, es importante tener en cuenta una buena
conectorización, buenos empalmes entre el cable coaxial y fibra óptica y tener las
herramientas y los equipos de prueba adecuados.
2. Debe tenerse en cuenta estas consideraciones, ya que de existir deficiencia (malos
empalmes, cables coaxial doblados, etc.) ocurriran problemas tales cómo ingreso de
ruido en la red y píxeles defectuosos, los cable módems no sincronizarán, y habrá
intermitencia en el servicio causando molestias a los abonados.
3. Deben realizarse las purebas para la certificación correspondiente de los niveles de
potencia requeridos para cada uno de los puntos de la red de acuerdo al diseño
elaborado, es decir, los taps iniciales y finales, la salida de los amplificadores, la
salida de los nodos, la salida en los hubs. Si se cumple todos estos requerimientos no
se presentaran problemas al brindar los servicios a los abonados
4. Es necesario concientizar al personal técnico que va a realizar la construcción de la
red HFC, acerca del correcto uso de los materiales. Un mal uso de los materiales tal
cómo un tap averiado, un cable coaxial doblado, una fibra no conectada
correctamente, influye en toda la red que abarca el nodo, y por consiguiente provoca
una deficiencia en el servicio hacia la red HFC.
5. Es recomendable tener una configuración en la que sólo se conecte un nodo por cada
puerto de US de CMTS, para minimizar los efectos posibles de ingreso de ruido en la
banda de retomo y maximizar el ancho de banda. Por motivos de ahorro de recursos
por parte de los proveedores, ellos se conectan por un puerto de US de CMTS 2 a 4
nodos bajando la calidad del servicio a los clientes y el posible ingreso de ruido.
ANEXO A
CANALES A RECEPCIONAR
73
2 Canal libre Demodulador Anal o DM-145 las satellite multiplex DIGICIPHER DSR-
3 T elevisa dec ter 11 4400MD 4 Canal libre Demodulador Analo o DM-145 5 Canal libre Panamericana Demodulador Analo o DM-145 6 Discove Peo le+Arts Pro ram Receiver POWERVU D9850 7 Canal libre TV Perú Demodulador Anal o DM-145 8 Canal libre La T ele Demodulador Anal o DM-145 9 Canal libre ATV Demodulador Anal o DM-145
Discovery 10 Discove Channel Pro ram Receiver POWERVU D9850 11 Canal libre RBC Demodulador Analo o DM-145
Satellite Multiplex DIGICIPHER DSR-12 T elevisa T elenovelas Dec ter 11 4400MD 13 Canal libre Red Global Demodulador Anal o DM-145
HBO Latin Satellite Multiplex DIGICIPHER DSR-14 America Grou A&E MUNDO Dec ter 11 4400MD
Sony HBO Latin Enterteiment Satellite Multiplex DIGICIPHER DSR-
15 T elevition Dec ter 11 4400MD 16 T ravel & Livin Pr ram Receiver POWERVU D9850 17 Discove Animal Planet Pro ram Receiver POWERVU D9850 18 MVA S.A. TV5 Pro ram Receiver POWERVU D9850 19 FOX Fox S orts Pr ram Receiver POWERVU D9850 20 ESPN ESPN Pro ram Receiver POWERVU D9850 21 ESPN ESPN + Pro ram Receiver POWERVU D9850
National Multiple Descryption 22 FOX Ge rafic Receiver POWERVU D9828
T umer(TV 23 SAT T NT Pr ram Receiver POWERVU D9850
Multiple Descryption 24 FOX FOX Receiver POWERVU D9828
Commercial HBO Latin lntegrated DIGICIPHER DSR-
25 America Grou WamerTV Receiver/Decoder 11 4400MD Commercial
HBO Latin lntegrated DIGICIPHER DSR-26 America Grou AXN Receiver/Decoder 11 4400MD
Universal Multiple Descryption 27 FOX Channel Receiver POWERVU D9828
28 LAPTV Cinecanal Pro ram Receiver POWERVU D9223
29 LAPTV T he Film Zone Pro ram Receiver POWERVU D9223
30 LAPTV Moviec· HD Pro ram Receiver DVB D9850 Multiple Descryption
31 FOX Fox Life Receiver POWERVU D9828 Professional Receiver and
32 Pramer Cosmo olitan Decoder *** TT 1220
74
DSR 33 Bethel BETHEL Pr ram Receiver ....... 101
Turner(TV 34 SAT Cartoon Network Pro ram Receiver DVB 09850 35 Discove Discove Kids Pr ram Receiver POWERVU 09850
Commercial lntegrated DIGICIPHER DSR-
36 ESPN Jetix Receiver/Decoder 11 4410 Turner(TV
37 SAT Boomeran Pro ram Receiver POWERVU 09850 38 MTV Networks Nickelodeon Pro ram Receiver POWERVU 09850 39 MGM Networks Casa Club Pro ram Receiver POWERVU 09850 40 FOX Utilisima Pro ram Receiver POWERVU 09850
Turner( TV 41 SAT Fashion TV Pro ram Receiver POWERVU 09850
Satellite Multiplex DIGICIPHER OSR-42 ***Sin Datos*** Animax Dec ter 11 4400MD 43 MVAS.A. Caracol Pro ram Receiver POWERVU 09850
Azteca Azteca 13 Digital Media UNITY 44 Internacional Internacional Receiver ...... 2000 45 MTV Networks MTV Pro ram Receiver POWERVU 09850
Satellite Multiplex DIGICIPHER OSR-46 Televisa Telehit Dec ter 11 4400MD 47 MTV Networks VH1 Pro ram Receiver POWERVU 09850
Satellite Multiplex DIGICIPHER OSR-48 Televisa Ritmoson Oec ter 11 4400MD
Multiple Descryption 49 FOX FX Receiver POWERVU 09828
50 Oiscove Home & Health Pro ram Receiver POWERVU 09850 Satellite Multiplex DIGICIPHER OSR-
51 ESPN Disne Oec ter 11 4400MD Commercial lntegrated DIGICIPHER DSR-
52 Televisa De Pelicula Receiver/Decoder 11 4400MD
HBO Latin The History Satellite Multiplex DIGICIPHER DSR-53 America Grou Channel Dec ter 11 4400MD
HBO Latín Satellite Multiplex DIGICIPHER DSR-
55 America Grou Cinemax Oec ter 11 4400MD
HBO Latin Satellite Multiplex DIGICIPHER DSR-
56 America Grou HBO Dec ter 11 4400MD
Television Federal S.A.
58 Telefe Telefe Pro ram Receiver POWERVU 09850
59 LAP TV c· ibe Este Pro ram Receiver POWERVU 09850
60 LAPTV Ci ibe Oeste Pro ram Receiver POWERVU 09850
61 LAPTV Cinecanal Oeste Pro rarn Receiver POWERVU 09850
62 LAPTV Cinecanal Este Pro ram Receiver POWERVU 09850
63 LAP TV Moviec· Oeste Pro ram Receiver POWERVU 09850
75
Movie Cit Este Pro ram Receiver 09850 Pramer Film &Arts Pro ram Receiver *** TT1220 FOX Fox News Pro ram Receiver POWER VU D9850 FOX SPEED Pr ram Receiver POWER VU 09850 HBO Latín Satellite Multiplex DIGICIPHER DSR-
68 America Grou HBO HD Dec 11 4400MD 69 MGM Networks MGM POWER VU 09850
Tumer(TV 70 SAT CNN Es añol Pro ram Receiver POWER VU D9850
Tumer(TV CNN Headend Satellite 71 SAT Internacional Receiver POWER VU 09850
Tumer(TV 72 SA TCM Pro ram Receiver POWER VU 09850 73 TVE TVE Pro ram Receiver DVB 09850 74 TVE DOCUTVE Pro ram Receiver DVB 09850 75 TVE 24HTVE Pro ram Receiver DVB D9850
Digital Latín Satellite Multiplex DIGICIPHER DSR-76 America OLA Guia PP Dec ter 11 4400MD
Digital Latín Satellite Multiplex DIGICIPHER DSR-77 America OLA PPV1 Dec ter 11 4400MD
Digital Latín Satellite Multiplex DIGICIPHER DSR-78 America OLA PPV 2 Dec ter 11 4400MD
Digital Latin Satellite Multiplex DIGICIPHER DSR-79 America OLA PPV 3 Dec ter 11 4400MD
Digital Latín Satellite Multiplex DIGICIPHER DSR-87 America OLA PPV 4 De ter 11 4400MD
Digital Latín Satellite Multiplex DIGICIPHER DSR-88 America OLA PPV 5 Dec ter 11 4400MD
Digital Latín Satellite Multiplex DIGICIPHER DSR-89 America OLA PPV 6 Dec ter 11 4400MD
Digital Latin Satellite Multiplex DIGICIPHER DSR-90 America OLA PPV 7 Dec ter 11 4400MD
Digital Latín Satellite Multiplex DIGICIPHER DSR-91 America OLA PPV 8 Dec ter 11 4400MD
Digital Latín Satellite Multiplex DIGICIPHER DSR-92 America OLA PPV 9 Dec ter 11 4400MD
Digital Latín Satellite Multíplex DIGICIPHER DSR-93 America OLA PPV10 Dec ter 11 4400MD
Digital Latin Satellite Multiplex DIGICIPHER DSR-94 America OLA PPV 11 Dec ter 11 4400MD
Digital Latín Satellite Multiplex DIGICIPHER DSR-95 America OLA PPV12 Dec ter 11 4400MD
Digital Latín Satellite Multiplex DIGICIPHER DSR-96 America OLA PPV13 Dec ter 11 4400MD
Digital Latín Satellite Multiplex DIGICIPHER DSR-97 America OLA PPV 14 Adulto Dec ter 11 4400MD
Digital Latín Satellite Multiplex DIGICIPHER DSR-98 America OLA PPV 15 Adulto Dec ter 11 4400MD
76
<_::. ,'-. -
Tumer(TV Playboy TV Latin 99 SAT America Pro ram Receiver POWERVU D9850
Digital Latin Sateltite Multiplex DIGICIPHER DSR-100 America DLA music Dec ter 11 4400MD
Digital Latin Satellite Multiplex DIGICIPHER DSR-
101 America OLA music Dec ter 11 4400MD
Digital Latin Sateltite Multiplex DIGICIPHER DSR-102 America DLA music Dec ter 11 4400MD
Digital Latin Satellite Multiplex DIGICIPHER DSR-103 America DLA music Dec ter 11 4400MD
Digital Latin Satellite Multiplex DIGICIPHER DSR-
104 America DLA music Dec ter 11 4400MD
Digital Latin Satellite Multiplex DIGICIPHER DSR-105 America DLA music Dec ter 11 4400MD
Digital Latin Satellite Multiplex DIGICIPHER DSR-106 America DLA music Oec ter 11 4400MO
Digital Latin Satellite Multiplex DIGICIPHER DSR-107 America DLA music Dec ter 11 4400MD
Digital Latin Satellite Multiplex DIGICIPHER DSR-108 America DLA music Dec ter 11 4400MD
Digital Latin Satellite Multiplex DIGICIPHER DSR-
109 America DLA music Dec ter 11 4400MD
Digital Latin Satellite Multiplex DIGICIPHER DSR-110 America DLA music Dec ter 11 4400MD
Digital Latin Satellite Multiplex DIGICIPHER OSR-120 America DLA music Dec ter 11 4400MD
Digital Latín Satellite Multiplex DIGICIPHER DSR-140 America DLA music Dec ter 11 4400MD
Digital Latin Satellite Multiplex DIGICIPHER DSR-141 America OLA music Dec ter 11 4400MD
Digital Latin Satellite Multiplex DIGICIPHER DSR-142 America DLA music Dec ter 11 4400MD
ANEXO B
GLOSARIO DE TÉRMINOS
78
ANS Servidor de Anuncios. Contiene los mensajes que se le presentan al
suscriptor para informarle sobre el estado de la red o del servicio
solicitado.
ARPO
ADLS
Recibe comunicaciones de los decodificadores (señales QPSK) y las
transforma en paquetes UDP dirigidos al DAC y RADD.
Asymmetric Digital Subscriber Une - Línea de Suscripción Digital
Asimétrica (Tecnología para transmisión de datos digitales apoyados en
pares de cobre.).
ASI Interfaz Serie Asíncrona- es un gran ancho de banda (216 mbps),
ampliamente utilizado la interfaz eléctrica diseñado para ser utilizado
como entrada y la salida de la radiodifusión, cable y satélite
codificadores y equipos de transmisión similares.
BER Bit error rate- el número de bits o bloques incorrectamente recibidos,
con respecto al total de bits o bloques enviados durante un intervalo
especificado de tiempo.
BTA
CATV
CA
CPD
CPE
CMS
CMTS
DAC
DBL
DHEI
DLA
Broadband Telecommunications Amplifier-amplificador de banda ancha.
Community Antenna Television - Red de Televisión por Cable.
Call Agent-Equipo que provee control de llamadas para teléfonos IP
Common Path Distortion-Es la intermodulación entre portadoras de
banda directa, cuyas diferencias o restas de frecuencias, caen en la
banda de retomo restringiendo su espectro
Customer Premíse Equipment. Equipo Local del Cliente
Call Management Server-Equipo administra las llamadas
Cable Modem Termination Systems- Es un "Gateway" entre el mundo
RF e IP para la operación de cable
Controlador de Acceso Digital-Equipo central que interactúa con los Set-
to Box.
Doble Banda Lateral con Portadora Suprimida.
DigiCable Headend Expansion Interface.
Digital Latin America- empresa latinoamericana en ofrecer solicitudes de
video y soluciones de contenido a operadores de cable.
DMX Digital Music Express.- es un satélite directo emite servicio
independiente de música que ofrece cerca de 100 canales de música.
DNS Domain Name Server- es un sistema de nombres que permite traducir
de nombre de dominio a dirección IP y vice-versa.
CDP
DOCSIS
79
Dynamic Host Configuration Protocol.
Data Over Cable Service Interface Specification - Especificación de
Interfaz para Servicios de Datos sobre Cable (estándar no comercial
que define los requisitos de la interfaz de comunicaciones y operaciones
para los datos sobre sistemas de cable).
DS Downstream-trafico de bajada, es el trafico de headend hacia equipos
DSCP
del cliente final.
Differentiated Services Code Point, hace referencia al segundo byte en
la cabecera de los paquetes IP que se utiliza para diferenciar la calidad
en la comunicación que quieren los datos que se transportan.
DVB Digital Video Broadcasting- es una organización que promueve
estándares aceptados internacionalmente de televisión digital.
DVB-RCC Digital Video Broadcasting-Return Channel Cable- Uso para el retomo
para transmisión por telefonía.
DWDM
GigE
Dense Wavelength Division Multiplexing- es una técnica de transmisión
de señales a través de fibra óptica usando la banda C (1550 nm).
Gigabit Ethernet- es una ampliación del estándar Ethernet, que
consigue una capacidad de transmisión de 1 gigabit por segundo.
ECC Código de corrección de errores- es un método utilizado para detectar y
EMTA
FEC
corregir los errores introducidos durante el almacenamiento o
transmisión de datos.
Embedded Multimedia Terminal Adapter. Es un dispositivo integrado por
un cablemodem y un adaptador de VOIP.
Forward Error Correction.- es un tipo de mecanismo de corrección de
errores que permite su corrección en el receptor sin retransmisión de la
información original.
FDM Frequency Division Multiplexing.- es una modulación que consiste en
enviar un conjunto de ondas portadoras de diferentes frecuencias.
GI General lnstrument, Fabricante de electrónica especializada en
semiconductores y equipamiento de televisión por cable.
HD
HDTV
High Definition- es un sistema de vídeo con una mayor resolución que la
definición estándar, alcanzando resoluciones de 1280><720 y
1920><1080.
High Definition Televisión.- es uno de los formatos que, sumados a la
televisión digital (DTV), se caracteriza por emitir las señales televisivas
HFC
80
en una calidad digital superior a los demás sistemas.
Hybrid Fiber Coaxial - Hibrido Fibra-coaxial (red de Telecomunicaciones
que combina la fibra óptica y el cable coaxial para la obtención de un
gran ancho de banda).
Hub Concentrador- el lugar donde se juntan todas las señales para generar
IP
señales RF, información enviada a los settops, o servicios de datos y
Telefonía de la cabecera.
Internet Protocol.- es un protocolo no orientado a conexión usado tanto
por el origen como por el destino para la comunicación de datos a
través de una red de paquetes conmutados ..
LNB Low Noise Block. - es un dispositivo utilizado en la recepción de señales
procedentes de satélites.
MAC Media Access Control.- es el conjunto de mecanismos y protocolos por
los que varios "interlocutores" se ponen de acuerdo para compartir un
medio de transmisión común.
MG Media Gateway- proporciona el transporte de voz, datos, fax y vídeo
entre la Red IP y la red PSTN.
MGC Media Gateway Controller.- -o tambien denominado Softswitch, es el
control de procesamiento con la red pública PSTN.
MGCP Media Gateway Control Protocol.- es un protocolo de control de
dispositivos, donde un gateway esclavo (MG, Media Gateway) es
controlado por un maestro (MGC, Media Gateway Controtler).
MP Media Player. Reproducción de medios interactivos en la red HFC.
MPC Media Player Controller.- Controlador de Reproductor de Medios, realiza
el control de anuncios.
MPEG
MPTS
MTA
Moving Pictures Experts Group.- estándar de compresión y de formatos
de archivo de video digital.
Multi-program Transport Streams- Se puede definir donde puede haber
más de un programa multiplexado en un único flujo de transporte.
Multimedia Terminal Adapter.-Es un adaptador que convierte la señal de
voz analógica en paquetes IP y viceversa.
MTC Ministerio de Transporte y Telecomunicaciones- Institución encargada
NTSC
de regular los servcios y vías de transporte, así como las
comunicaciones a nivel nacional.
National Television Systems Committee- es un sistema de codificación y
oss
OTDR
transmisión de Televisión en color analógica desarrollado en Estados
Unidos en torno a 1940.
Operational Support Systems.
Optical Time Domain Reflectometer, instrumento óptico-electrónico
usado para caracterizar una fibra óptica.)
PAL Phase Altemating Une- es un sistema de codificación de señales de
PBX
PCMM
PCM
PHD
PPV
PSTN
televisión.
Private Branch Exchange- es una central telefónica conectada
directamente a la red pública de teléfono por medio de líneas troncales.
PacketCable MultiMedia.- define una plataforma basada en IP para
entregar calidad de servicio mejorada servicios multimedia sobre
DOCSIS.
Pulse Cede Modulation- es un procedimiento de modulación utilizado
para transformar una señal analógica en una secuencia de bits.
parallelhybrid-device.
Pay Per View. - televisión a la carta o pago por evento, es una
modalidad de televisión de pago, en la que el abonado paga por los
eventos individuales que desea ver.
Public Switched Telephone Network.- Se define como la red telefónica
pública conmutada.
PVR Personal Video Recording.-Equipo que realiza grabación de video.
QAM Quadrature amplitude modulation - modulación de amplitud en
QoS
QPSK
RKS
RADD
cuadratura.
Quality of Service- son las tecnologías que garantizan la transmisión de
cierta cantidad de datos en un tiempo dado.
Quaternary Phase Shift Keying.- Es modulación por desplazamiento de
fase.
Record Keeping Server.-recolecta los mensajes de packetcable para
propósitos de facturación.
Remete Addressable DANIS/DLS- Es un servidor remoto cuya función
es la de realizar las tareas periódicas relacionadas a los decodificadores
Set-tops Box
RS Reed Solomon.- es un código cíclico no binario utilizado para la
detección y corrección de errores.
Redes telefónicas públicas conmutadas. Son l;Js siglas equivalente�: :1
SEM
SG
SS7
TFTP
TM
ToF
ToS
TS
UDP
UHF
82
las del inglés PSTN.
SmartStream Encryptor/Modulator.-Equipo que realizar la modulacion
en redes CATV.
Signaling Gateway- es un componente de red responsable de la
transferencia de mensajes de señalización.
Signaling System 7- es un estándar- pará etcontrol de la señalización en
la PSTN (Red Telefónica Pública Conmutada.
Trivial File Transfer Protocol- Es un protocolo de transferencia muy
simple de archivos.
transport multiplex-Datos comprimidos y multiplexados.
Time-of-Day-Es el tiempo de vida antes de que los datos sean
eliminados.
Type of Service.-Tlipo de servicio, si se aplica calidad de servicio.
Transport Stream. Flujo de datos para su transporte.
User Datagram Protocol- es un protocolo del nivel de transporte basado
en el intercambio de datagramas.
Ultra High Frequency - banda del espectro electromagnético que ocupa
el rango de frecuencias de 300 MHz a 3 GHz.
UPS Uninterruptable Power System- Batería de reserva y protección de gran
calidad para equipos.
US Upstream- El tráfico de subida, son los datos que pueden ser
transferidos del cliente hacia la cabecera.
VHF Very high frequency - banda del espectro electromagnético que ocupa el
rango de frecuencias de 30 MHz a 300 MHz.
VoD Video on Demand - Video bajo demanda (sistema de televisión que
permite al usuario el acceso a contenidos multimedia de forma
personalizada).
VolP Voz sobre IP- es un grupo de recursos que hacen posible que la señal
de voz viaje a través de Internet empleando un protocolo IP (Internet
Protocol).
VPN Virtual Private Network- es una tecnología de red que permite una
extensión de la red local sobre una red pública o no controlada.
VSB Vestigial Side Band.- modulación en doble banda lateral o de una
modulación AM.
BIBLIOGRAFÍA
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2. Michael Adams, "Digital Broadcast Technologies Cisco Press", 2001
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6. Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Telecomunicación,Universidad Politécnicade Madrid, "Sistemas de Acceso Optico: Redes-HFC"http://www.gatv.ssr.upm.es/stelradio/STEUadjuntos/material_ consulta/4_apuntes_ sistemas_hfc.pdf, Diciembre 2001
7. The lntemational Engineering Consortioum, Web forum tutorials, 11Hybrid Frbre Coaxial(HFC) T elephony", http://www.iec.org/online/tutorials/acrobat/hfc_tele.pdf.
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10. Walter Ciciora, "Modem Cable Televísíon Technology", Second Edition (The MorganKaufmann Series in Networking), 2004.
